維生素D受體多態(tài)性的研究進(jìn)展

許笑雷(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)

隨著老齡化社會(huì)的到來(lái)，骨質(zhì)疏松在世界常見病、多發(fā)病中位居第7位，據(jù)統(tǒng)計(jì)70～80歲的人發(fā)病率幾乎為100%，成為老年人常見病之一[1-2]。骨質(zhì)疏松易發(fā)生骨折，嚴(yán)重影響老年人的生活質(zhì)量。骨質(zhì)疏松是多基因調(diào)控、遺傳性疾病[3]。研究發(fā)現(xiàn)，兒童時(shí)期骨密度持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)提高成年早期的骨峰值有重要作用，是影響獲得最佳骨峰值的關(guān)鍵時(shí)期[4]。Morrison等[5]研究表明，維生素D受體(vitamin D receptor,VDR)與骨密度相關(guān)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，得出了許多相關(guān)性的結(jié)論，臨床意義重大，現(xiàn)對(duì)VDR多態(tài)性與骨密度的關(guān)系予以綜述。

1 VDR的多態(tài)性最新研究

1.1VDR VDR為親核蛋白，屬于類固醇激素、甲狀腺受體超家族的成員。VDR是一種配體依賴的核轉(zhuǎn)錄因子，在維持機(jī)體鈣磷代謝、調(diào)節(jié)骨骼代謝方面起重要作用。VDR基因位于第12號(hào)染色體(12q13～14)，長(zhǎng)度>100 kb，由9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子組成，其多個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)性導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄效率不同，從而影響維生素D的結(jié)合及活性發(fā)揮[6]。維生素D是人體骨骼代謝的核心調(diào)控因子，其中VDR起著重要作用，即使VDR表達(dá)數(shù)量或活性出現(xiàn)輕微差異，通過(guò)基因網(wǎng)的成倍放大效應(yīng)，也可引起其下游基因表達(dá)的明顯差異，導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生，如維生素D缺乏性佝僂病、老年性骨質(zhì)疏松等，從而影響人體的健康。

1.2VDR多態(tài)性的影響因素 VDR基因的單個(gè)堿基突變?cè)谌巳褐杏幸欢ǖ念l率，其中BsmⅠ、ApaⅠ、TaqⅠ、FokⅠ被普遍認(rèn)為是遺傳因素的主要位點(diǎn)，其中BsmⅠ和ApaⅠ酶切位點(diǎn)位于第8內(nèi)含子上，TaqⅠ位于第9外顯子上，F(xiàn)okⅠ酶切位點(diǎn)位于基因的5′端。不同基因、不同位點(diǎn)對(duì)基因轉(zhuǎn)錄及蛋白表達(dá)有很大的影響，在不同人群甚至不同個(gè)體中極易引起VDR基因多態(tài)性的表達(dá)，稱為單核苷酸多態(tài)性，其發(fā)生率高達(dá)0.1%[7]。VDR等位基因分布有種族特異性，BsmⅠ的B位點(diǎn)基因頻率在白種人分布為42%，黑種人為34%。韓昕等[8]檢測(cè)了北京地區(qū)230名健康漢族男性VDR基因FokⅠ多態(tài)性位點(diǎn)基型，結(jié)果顯示，F(xiàn)okⅠ位點(diǎn)FF、Ff、ff基因型的頻率分別為：FF 36.96%、Ff 46.96%、ff 16.08%，與Morita等[9]所報(bào)道的FF 38.7%、Ff 47.7%、ff 13.6%接近，而與Gross等[10]對(duì)白種人研究得出的結(jié)果FF 31%、Ff 55%、ff 13%存在一定差異。鄭敏等[11]研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)廣西地區(qū)兒童VDR基因FokⅠ多態(tài)性分布頻率有其自身的特點(diǎn)，VDR FF、Ff、ff 在研究人群的分布頻率分別為29.85%、48.13%、22.02%，F(xiàn)、f等位基因頻率為54.66%和45.34%。對(duì)高加索人的ApaⅠ研究顯示，A等位基因頻率占絕大多數(shù)[5]。黃琪仁等[12]對(duì)上海人群ApaⅠ研究a等位基因頻率占70.2%。姜夏等[13]研究發(fā)現(xiàn)，朝鮮族人群A和a等位基因頻率分別為33%和67%；漢族分別為52%和48%，兩者差異有顯著性。以上研究說(shuō)明，VDR基因位點(diǎn)多態(tài)性分布存在種族差異。胡明月等[14]研究發(fā)現(xiàn)，VDR基因BsmⅠ位點(diǎn)的多態(tài)性與體育鍛煉存在交互作用，交互作用系數(shù)為3.208，VDR基因多態(tài)性與環(huán)境因素存在交互作用。張鵬鵬等[15]研究發(fā)現(xiàn)，高緯度人群f等位基因頻率高于低緯度人群，高緯度人群B等位基因頻率低于低緯度人群；總?cè)巳杭皝喗M人群3個(gè)遺傳模型分析均顯示，佝僂病組f等位基因暴露比低于對(duì)照組，且低緯度人群較高緯度差異更顯著；BsmⅠ：總?cè)巳猴@性、共顯性模型，高緯度人群3個(gè)遺傳模型分析均提示，佝僂病組B等位基因暴露比高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但低緯度人群暴露比的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；ApaⅠ：僅在總?cè)巳弘[性模型分析中發(fā)現(xiàn)多態(tài)性與佝僂病易患性、關(guān)聯(lián)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；TaqⅠ：僅在總?cè)巳号c高緯度人群隱性模型分析中發(fā)現(xiàn)多態(tài)性與佝僂病易患性關(guān)系有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明VDR的基因型與個(gè)體因素等也有關(guān)系。

1.3VDR對(duì)骨代謝的影響 研究表明，VDR基因多態(tài)性與1,25(OH)2D3和鈣代謝相關(guān)[16]。VDR基因多態(tài)性與人骨骼生理參數(shù)的正常變異有關(guān)，因此VDR基因被認(rèn)為是調(diào)控骨鈣代謝平衡的候選基因之一。鈣的吸收機(jī)制比較復(fù)雜，其中維生素D通過(guò)誘導(dǎo)鈣結(jié)合蛋白參與鈣吸收過(guò)程，它既能控制和調(diào)節(jié)鈣的吸收和平衡，又是調(diào)節(jié)骨代謝的重要體液因子，這些功能的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)1，25(OH)2D3與活化的細(xì)胞核內(nèi)受體，即VDR相結(jié)合，從而調(diào)節(jié)維生素D靶基因的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)揮作用。目前發(fā)現(xiàn)的與鈣代謝關(guān)系最為密切的是第8內(nèi)含子上的Bsm，一般用b表示此內(nèi)切酶多態(tài)性位點(diǎn)，而用B表示缺乏此多態(tài)性位點(diǎn)。Kurabayashi等[17]研究發(fā)現(xiàn)，Bb基因型的骨鈣素和骨堿性磷酸酶水平較bb基因型高20%～30%。Scopacasa等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在低鈣攝入情況下，BB基因型個(gè)體鈣的吸收率低于bb基因型個(gè)體，而在高鈣攝入的情況下，這一效應(yīng)在兩組之間的差別不明顯。Eelen等[19]研究發(fā)現(xiàn)，VDR 基因FokⅠ位點(diǎn)多態(tài)性可預(yù)測(cè)兒童鈣吸收和骨密度水平，ff基因型個(gè)體鈣的吸收率及骨密度水平低于FF基因型個(gè)體。Ames等[ 20]也對(duì)72例7～12歲的健康兒童的FokⅠ位點(diǎn)進(jìn)行了研究，得出FF型個(gè)體比Ff和ff有更高的鈣吸收值。由此可見，VDR基因FokⅠ位點(diǎn)多態(tài)性與營(yíng)養(yǎng)性佝僂病具有相關(guān)性。黃振武等[16]在分析受試者VDR基因BsmⅠ或FokⅠ酶切多態(tài)性分布的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)VDR基因BsmⅠ或FokⅠ酶切不同,育齡婦女膳食鈣的表觀吸收率不同，呈現(xiàn)Bb

2 VDR基因多態(tài)性與骨密度的關(guān)系

2.1VDR基因?qū)欠逯档挠绊?骨密度通常指骨礦物質(zhì)密度，是評(píng)價(jià)骨量、預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松、骨折等疾病易患性的重要指標(biāo)，人體腰椎、股骨頸是早期監(jiān)測(cè)骨密度的最敏感位點(diǎn)。骨量峰值代表個(gè)體一生中所能達(dá)到的最大骨密度值或骨礦含量值，骨量峰值的高低與原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥發(fā)生密切相關(guān)。目前研究表明，提高兒童、青少年時(shí)期所積累的骨量使骨量峰值達(dá)到最高可有效預(yù)防原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生[21]。遺傳因素對(duì)BMD的影響可達(dá)60%～80%，尤其是對(duì)峰值BMD更加明顯。VDR基因FokⅠ多態(tài)性將改變轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)，影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能。有研究提示，VDR基因FokⅠ多態(tài)性可能影響膳食鈣吸收，不同基因型之間鈣吸收率不同，F(xiàn)F>Ff>ff，這可能導(dǎo)致不同基因型間骨量的差異[22]。范勇等[23]選取湖北省浠水縣213例6～10歲兒童作為研究對(duì)象，結(jié)果顯示，VDR-FokⅠ基因分布頻率是FF 25.8%，F(xiàn)f 62.0%，ff 12.2%；FF基因型攜帶者體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)、BMD和血清鈣水平最高，F(xiàn)F基因?qū)?yīng)較高的BMD，F(xiàn)f對(duì)應(yīng)較低的BMD，ff的BMD介于兩者之間，3組基因型骨密度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Abrams等[24]研究發(fā)現(xiàn)，VDR基因位點(diǎn)FokⅠ多態(tài)性通過(guò)作用于鈣的吸收進(jìn)而影響骨質(zhì)的增加，由于FF基因型對(duì)應(yīng)較高的BMD和血鈣水平，表明在不同基因型的攜帶者中FF基因型更有利于骨鈣代謝。

2.2VDR基因?qū)敲芏鹊挠绊?Horst-Sikorska等[25]發(fā)現(xiàn)，等位基因f對(duì)VDR基因多態(tài)性和骨密度存在一定的影響。通過(guò)多項(xiàng)研究表明VDR基因FokⅠ多態(tài)性影響B(tài)MD的發(fā)育[23]。Eelen等[19]研究發(fā)現(xiàn)，VDR基因FokⅠ位點(diǎn)多態(tài)性可預(yù)測(cè)兒童鈣吸收和骨密度水平，ff基因型個(gè)體鈣的吸收率及骨密度水平低于FF基因型個(gè)體。研究發(fā)現(xiàn)，VDR基因Fok I酶切位點(diǎn)多態(tài)性與BMD相關(guān)，由于F型VDR基因5 C端的ATG突變?yōu)锳CG，當(dāng)f型VDR基因從第一位起始密碼子ATG開始轉(zhuǎn)錄時(shí)，F(xiàn)型VDR基因卻從下游6個(gè)核苷酸后存在ATG起始密碼子開始轉(zhuǎn)錄[10]。因此，F(xiàn)位點(diǎn)的VDR蛋白質(zhì)較f位點(diǎn)短3個(gè)氨基酸長(zhǎng)度，故與配體親和力、mRNA的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)運(yùn)的活力較f位點(diǎn)高，從而增加腸道對(duì)鈣的吸收而增加BMD。另外，VDR基因因遺傳因素、種族差異、地理或環(huán)境因素不同，均可通過(guò)影響VDR基因表達(dá)，進(jìn)而影響B(tài)MD。VDR基因和骨密度有一定的相關(guān)性，可應(yīng)用VDR基因預(yù)測(cè)骨密度，但是還有一部分研究未能證實(shí)VDR基因多態(tài)性與骨量的關(guān)聯(lián)。Kaneko等[26]發(fā)現(xiàn)VDR基因多態(tài)性與蒙古兒童佝僂病無(wú)相關(guān)性。目前還難以解釋造成這種矛盾的原因，骨代謝的機(jī)制很復(fù)雜，并非由一個(gè)基因決定的骨代謝，不僅由多種基因參與代謝過(guò)程，環(huán)境因素對(duì)其也有很大的影響。另外，VDR基因各多態(tài)位點(diǎn)上等位基因組合與骨密度的關(guān)系密切?；蜷g的交互作用也比較明顯，如鈣敏感蛋白受體、骨鈣素受體、雌激素受體基因及膠原基因(膠原Ⅰ型SP1位點(diǎn))對(duì)骨代謝都有一定的影響,并在骨代謝過(guò)程中同VDR基因產(chǎn)生交互作用。目前對(duì)VDR基因單核苷酸多態(tài)性影響VDR功能的途徑尚需進(jìn)一步研究。

3 小 結(jié)

維生素受體基因與骨量變化有密切關(guān)系，VDR基因?qū)︹}的吸收及補(bǔ)充有十分顯著的影響，膳食中鈣長(zhǎng)期攝入不足，不僅影響兒童的生長(zhǎng)發(fā)育和骨密度，也會(huì)影響中老年人的骨健康。研究VDR多態(tài)性與骨密度的關(guān)系是當(dāng)前的一個(gè)重點(diǎn)課題，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)VDR的分子結(jié)構(gòu)已較清楚，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能及其VDR介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活及機(jī)制、磷酸化、轉(zhuǎn)錄活性等方面有了較深入的認(rèn)識(shí)。VDR對(duì)骨代謝的遺傳機(jī)制尚需進(jìn)一步研究，在老年性骨質(zhì)疏松、兒童佝僂病等疾病的診斷中，應(yīng)用VDR基因與其他基因共同檢測(cè)可預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)。

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