維生素D受體及骨密度的研究進(jìn)展

陳 露(綜述)，趙 琳(審校)

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院兒科，昆明 650500 )

以往人們對小兒佝僂病的研究多傾向于與母親懷孕期間本身的日照時間及維生素D與鈣的攝入史、嬰幼兒出生年齡、出生方式、性別、哺乳方式、每日飲食中牛奶補充量、維生素D及鈣劑攝入的情況以及每日在戶外活動接觸日照時間的長短等情況的關(guān)系，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,遺傳因素的研究已經(jīng)成為小兒佝僂病研究的熱點，且其遺傳因素中主要與維生素D受體(Vitamin D receptor，VDR)的多態(tài)性有關(guān)。

1 VDR在骨代謝中的影響

VDR屬于核受體超家族,在本質(zhì)上是一種依賴配體的核轉(zhuǎn)錄因子，在人體中存在非常廣泛，研究發(fā)現(xiàn)只要是有核細(xì)胞均能表達(dá)VDR。且1，25-二羥維生素D3,是維生素D的活性代謝產(chǎn)物。1,25-二羥維生素D3除調(diào)節(jié)機(jī)體的鈣磷代謝、多種細(xì)胞的增殖和分化外，還具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)作用[1]。已成為近年來骨和內(nèi)分泌學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。而VDR不僅存在于成骨細(xì)胞,也存在于破骨細(xì)胞。在骨的合成以及分解代謝方面起著非常重要的調(diào)節(jié)作用。因此，VDR對體內(nèi)鈣和磷酸根、骨代謝、礦物質(zhì)平衡以及各種組織細(xì)胞的生長、分化和免疫調(diào)節(jié)等方面有重要的作用[2-3]?，F(xiàn)將維生素D受體與骨密度研究進(jìn)展綜述如下。

2 VDR的基因多態(tài)性的分布情況

人類VDR基因經(jīng)研究證實存在于第12號染色體上,由多個外顯子及數(shù)個內(nèi)含子組成,且VDR每個基因分別對應(yīng)相應(yīng)的內(nèi)切酶酶切位點,可使用限制性內(nèi)切酶來進(jìn)行檢測，到迄今為止,已有20多個VDR多態(tài)性的位點已被發(fā)現(xiàn),其中位于非翻譯區(qū)3′端的多態(tài)性位點就多達(dá)13個。然而，目前多數(shù)研究報道發(fā)現(xiàn)VDR基因多態(tài)性對骨代謝的影響主要與前4個單核苷酸多態(tài)性位點有關(guān)[3]，分別為位于第8內(nèi)含子的BsmI和ApaI酶切位點、位于第9外顯子酶切位點TaqI以及位于基因5c端FokI酶切位點。國內(nèi)外學(xué)者對VDR基因型多態(tài)性展開了廣泛的研究，研究表明不同民族、性別、種族的基因分布有顯著的區(qū)別[4]。

3 骨密度

骨密度是指單位體積的骨礦物質(zhì)含量,鈣與磷是骨礦物質(zhì)的主要成分,它們在骨骼沉積得越多,骨密度越大,骨骼就越堅實。其是評價骨量、預(yù)測骨質(zhì)疏松、骨折等疾病易患性的重要指標(biāo)。它的測定方式主要分兩種類型:面積骨密度和體積骨密度，由于受測量儀的限制，大都不能準(zhǔn)確測量骨的厚度和體積,所以大家常說的骨密度其實就是指面積骨密度。骨密度受多種因素的影響,主要有個體的身高、體質(zhì)量、年齡、激素水平、膳食營養(yǎng)、生活方式、生理狀況、特殊職業(yè)、遺傳因素(如VDR基因、胰島素樣生長因子基因、鈣感應(yīng)性受體基因)等。研究顯示，遺傳因素決定了80%的骨密度的變異，其中又以VDR占絕大多數(shù)[5]。

4 VDR與骨密度的相關(guān)性

Morrison等[6]首先報道不同的VDR基因型對應(yīng)不同的血清骨鈣素。之后，他們又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)VDR基因的多態(tài)性與骨密度有關(guān)，并認(rèn)為VDR基因多態(tài)性可占骨密度總的遺傳因素的75%左右[7]。此后，Viitanen等[8]也相繼發(fā)現(xiàn)VDR基因多態(tài)性與骨密度存在相關(guān)性,這在國際骨質(zhì)疏松領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注。繼Morrison等[6]報道以后,其他國家及地區(qū)的不同學(xué)者[9]采用相同或相似的研究方法,針對不同的研究人群,得出的結(jié)論并不一致。在人群中，VDR基因的某一個堿基突變有一定的分布頻率，該現(xiàn)象被稱為單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP),SNP發(fā)生頻率較高，可達(dá)0.1%[10],此情況極易引起VDR基因的多態(tài)性，從而對不同個體骨密度產(chǎn)生不同影響。以下分別就這4個主要的單核苷酸多態(tài)性位點分別對骨密度的影響展開討論。

4.1BsmI BsmI位點位于VDR基因第Ⅷ內(nèi)含子上，VDR基因BsmI位點PCR產(chǎn)物預(yù)計片段長度為823 bp，在此位點不同人群的VDR基因BsmI位點的基因型分布不同，就基因型而言，在我國人群中主要以b等位基因為主，而B等位基因頻率不到10%[11]，總體來說是純合子bb型較多，達(dá)90%以上，Bb型次之，而BB型不足2%。與韓國人的B等位基因頻率相似(11%左右)，略低于日本人的15%～20%，而在高加索人群中B等位基因頻率達(dá)35%以上[12]。席衛(wèi)平等[13]研究均為山西籍貫漢族中41例維生素D缺乏性佝僂病患兒和68例健康對照組兒童,發(fā)現(xiàn)兩組間VDR的BsmI多態(tài)性差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其SNP不影響VDR的氨基酸序列。殷懷明[14]研究發(fā)現(xiàn)，健康兒童限制性內(nèi)切酶BsmI酶切位點VDR基因多態(tài)性分布頻率與營養(yǎng)性佝僂病比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,佝僂病不同病情間頻率分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義。郭敏等[15]也研究發(fā)現(xiàn)，東鄉(xiāng)族佝僂病患兒69例和東鄉(xiāng)族健康嬰幼兒72例的兩組中VDR基因BsmI位點的SNP分布差異亦無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)?？梢?，到目前為止的大多數(shù)研究都表明VDR基因中該位點的SNP與佝僂病無關(guān)，即此位點的多態(tài)性與骨代謝并沒有重要的影響關(guān)系。

4.2ApaI ApaI酶切位點位于3′端的內(nèi)含子8[16]，ApaI在我國漢族人群中的分布為A(20%～30%)、a(70%～80%)，其基因型分布為AA(4%～10%)、Aa(36%～45%)、aa(50%～60%)。何進(jìn)衛(wèi)等[17]研究表明，VDR基因ApqI多態(tài)性與骨密度值的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，也不影響VDR的氨基酸序列和機(jī)體骨代謝。席衛(wèi)平等[9]研究發(fā)現(xiàn)，山西漢族兒童VDR ApaI基因位點多態(tài)性與維生素D缺乏性佝僂病中VDR基因ApaI位點SNP的不同基因型分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義。葛繼榮等[18]檢測發(fā)現(xiàn)，592例絕經(jīng)后婦女VDR基因ApaI多態(tài)性與骨密度間無關(guān)聯(lián),不能作為預(yù)測絕經(jīng)后婦女發(fā)生骨質(zhì)疏松危險性的遺傳標(biāo)志?？梢?，ApaI對骨的代謝也無重要的影響。

4.3FokI FokI 位點位于5′端的外顯子2上，屬于轉(zhuǎn)錄起始部位，目前被認(rèn)為是唯一能夠影響VDR AA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性位點。FokI 多態(tài)性位點產(chǎn)生兩種VDR：不含F(xiàn)okI 酶切位點的基因型(FF)編碼的VDR和存在FokI 酶切位點的基因型(Ff或ff)編碼的VDR，兩者可有3種不同的組合，即FF、Ff、ff，且在不同的地區(qū)、不同的種族間各種組合的頻率不同，從而對人體骨密度也產(chǎn)生不同的影響。Fischer等[19]的研究發(fā)現(xiàn),VDR基因FokI 位點多態(tài)性與維生素D缺乏性佝僂病有相關(guān)性,其SNP可致氨基酸序列長度發(fā)生改變，從而影響嬰幼兒鈣磷水平及骨代謝[20]。鄭敏等[21]對廣西地區(qū)268例兒童中VDR進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)兒童該基因分布頻率與國內(nèi)其他地區(qū)分布情況基本一致，而與國外的分布頻率顯著不同，說明VDR基因多態(tài)性存在種族差異。說明該位點對人體骨密度有重大的影響。

4.4TaqI TaqI位于第9外顯子中,TaqI酶切位點雖然在編碼區(qū)上,但其多態(tài)性是由同義突變(由密碼子ATT變?yōu)锳TC)造成的,也不會使VDR的氨基酸序列改變。TaqI基因型分布頻率同樣存在種族差異,國內(nèi)臺灣、香港等地區(qū)TT基因型接近90%，T等位基因頻率占絕對優(yōu)勢，而英國男性人群TT僅占34%[22]。張維華等[23]研究發(fā)現(xiàn)，28例佝僂病和30例健康男童組、28例佝僂病和32例健康女童組中，VDR中Taq基因型和等位基因分布頻率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。雖然歐美報道TaqI基因型分布頻率存在種族差異[24],但也未發(fā)現(xiàn)與骨密度相關(guān)。

到目前為止，骨代謝受VDR基因多態(tài)性影響的機(jī)制并沒有完全明確，相關(guān)研究表明[25],各個基因之間存在一定的聯(lián)系，TaqI和BsmI位點存在高度相關(guān)性，ApaI則與其他基因相關(guān)性較差，而FokI 卻與前3個位點無任何相關(guān)性[26]。這種基因之間的相互作用也會影響機(jī)體的骨密度。

5 結(jié) 語

在當(dāng)今社會，隨著生活條件的改善，世界人口壽命的延長和老年人口的日益增加,作為中老年人的重要疾病之一骨質(zhì)疏松癥以及由此引起的骨折卻越來越受到人們的重視。骨密度測量對骨的發(fā)育、營養(yǎng)、健康方面有較好應(yīng)用價值，是主要診斷標(biāo)準(zhǔn)。積極預(yù)防骨質(zhì)疏松的重要措施是提高成年早期的骨峰值,尤其是兒童時期骨密度呈持續(xù)增長,是影響獲得最佳骨峰值的最關(guān)鍵時期。因此，要預(yù)防骨質(zhì)疏松癥應(yīng)該從嬰幼兒開始做起,提倡母乳喂養(yǎng),合理膳食,經(jīng)常進(jìn)行戶外體育鍛煉,多曬太陽,只有這樣才能提高年輕時期的峰值骨量,推遲骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病年齡,提高人口生活質(zhì)量。

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