新疆維吾爾族2型糖尿病FOSL2 DNA甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能的關(guān)系

侯澤鑫，李思源，曹國磊，胡穎，王童瑤，李軍△

2 型糖尿病（T2DM）的發(fā)病可能與遺傳、胰島素抵抗、環(huán)境、飲食等多種因素有關(guān)，但其具體機(jī)制仍然 有 待 進(jìn) 一 步 研 究［1］。 FOS 樣 抗 原 2（fos?like antigen 2，F(xiàn)OSL2）為FOS家族成員，屬于激活蛋白?1轉(zhuǎn)錄因子家族，參與細(xì)胞的增殖、分化、侵襲及凋亡過程［2］。FOSL2是調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞中瘦素表達(dá)的關(guān)鍵因子，與糖脂代謝有關(guān)［3］。Pan等［4］認(rèn)為FOSL2參與了糖尿病的發(fā)生發(fā)展，該基因表達(dá)下調(diào)可能是發(fā)生胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能失調(diào)的原因。近年來，研究發(fā)現(xiàn)DNA 甲基化參與多種疾病的發(fā)生，甲基化水平升高與糖尿病發(fā)生有關(guān)［5］。曹國磊等［6］研究發(fā)現(xiàn)，新疆維吾爾族T2DM 人群FOSL2 基因DNA 呈現(xiàn)出甲基化水平增高的現(xiàn)象，但目前對(duì)于FOSL2 DNA甲基化水平與維吾爾族T2DM胰島素抵抗及胰島β 細(xì)胞功能關(guān)系的研究鮮有報(bào)道，本課題擬探討此問題，從而揭示維吾爾族T2DM 發(fā)生發(fā)展的可能機(jī)制，為T2DM的防治工作尋找新的思路。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象及分組 選取2018 年12 月—2019 年12 月就診于石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科的維吾爾族患者100 例，T2DM 患者符合世界衛(wèi)生組織（1999）診斷標(biāo)準(zhǔn)，所有受試者在簽署知情同意書后接受75 g葡萄糖耐量試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果分為正常對(duì)照組（NC 組，n=50），男26 例，女24 例，平均年齡（52.69±13.05）歲；T2DM 組（n=50），男24 例，女26例，平均年齡（55.85±9.51）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：1型糖尿病及特殊類型糖尿??；有惡性腫瘤病史者；有免疫系統(tǒng)及嚴(yán)重的心、肝、腎疾病者；急慢性炎癥；糖皮質(zhì)激素用藥史；其他內(nèi)分泌疾病者。本研究經(jīng)石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 資料收集 收集年齡、身高、腰圍、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）等資料，計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、腰臀比（WHR）、穩(wěn)態(tài)胰島素評(píng)價(jià)指數(shù)（HOMA?IR）等。受試者均禁食10～12 h，次日空腹抽取肘靜脈血4 mL，全自動(dòng)生化分析儀（Olympus，AU2700）測(cè)定空腹血糖（FPG）、三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL?C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL?C）；高效液相色譜法（Bio?Rad，D10）測(cè)定糖化血紅蛋白（HbA1c）；電化學(xué)發(fā)光分析儀（Roche of Germany，E710）測(cè)定空腹胰島素（fasting serum insulin，F(xiàn)INS）；飛行時(shí)間質(zhì)譜法（MALDI?TOF?MS，EZ DNA 甲基化修飾試劑盒）檢測(cè)外周血白細(xì)胞FOSL2 DNA 甲基化水平；以亞硫酸氫鹽修飾DNA，MassARRAY 質(zhì)譜儀采集裂解產(chǎn)物光譜，EpiTYPER v1.0.5 軟件計(jì)算各胞嘧啶?鳥嘌呤二核苷酸（CpG）單元相對(duì)的甲基化率；穩(wěn)態(tài)模型（homeostasis model assessment）評(píng)估法計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（HOMA?IR），HOMA?IR=FINS×FPG/22.5；穩(wěn)態(tài)模型胰島素敏感指數(shù)（HOMA?ISI）=1/FPG×FINS；穩(wěn)態(tài)模型胰島β細(xì)胞功能（HOMA?β）=20×FINS（/FPG－3.5）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗(yàn)，Spearman法分析指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系，多元線性回歸分析HOMA?IR等指標(biāo)的影響因素。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組一般資料、生化指標(biāo)及胰島β 細(xì)胞功能比較 與 NC 組相比，T2DM 組 BMI、FPG、HbA1c、TG、LDL?C、TC、FINS、HOMA?IR 升高，HDL?C、HOMA?ISI、HOMA?β降低（P＜0.05），見表1。

2.2 2 組甲基化水平比較 與 NC 組相比，T2DM 組CpG 3、CpG 6.7、CpG 8、CpG 9.10、CpG 11、CpG 12.13.14、CpG 15.16.17、CpG 19 單元的甲基化水平升高（P＜0.05），見表2。

2.3 FOSL2基因甲基化水平與HOMA?IR 等指標(biāo)的相關(guān)性分析 CpG6.7、CpG12.13.14、CpG15.16.17、CpG19 甲基化水平與HOMA?IR、BMI 呈正相關(guān)，與HOMA?ISI 及HOMA?β 呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；CpG8、CpG9.10 甲基化水平與 HOMA?IR 呈正相關(guān)，與HOMA?ISI呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見表3。

2.4 胰島素抵抗及胰島β 細(xì)胞分泌功能指標(biāo)的多元逐步線性回歸分析 以CpG6.7、CpG8、CpG9.10、CpG12.13.14、CpG15.16.17、CpG19、TG、TC、HDL?C、LDL?C 為自變量，HOMA?ISI、HOMA?β、HOMA?IR、BMI 為因變量，進(jìn)行多元逐步線性回歸分析，結(jié)果顯示，CpG12.13.14 甲基化水平升高是HOMA?ISI、HOMA?β 降低及 HOMA?IR 增高的影響因素（P＜0.01），CpG15.16.17 甲基化水平升高是BMI 增高的影響因素（P＜0.01）。見表4。

Tab.1 Comparison of general data,biochemical indexes and pancreatic β cell function between the two groups表1 2組間一般資料、生化指標(biāo)及胰島β細(xì)胞功能比較

Tab.2 Comparison of FOSL2 DNA methylation levels between the two groups表2 2組間FOSL2 DNA甲基化水平比較

Tab.3 Correlation analysis between methylation level and insulin resistance and pancreatic β cell secretory function表3 甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能的相關(guān)性分析

3 討論

T2DM 為多發(fā)病常見病，中國T2DM 患病率約11%，由于特殊的地理環(huán)境及飲食習(xí)慣，新疆維吾爾族群體T2DM 患病率為11.31%，高于全國平均水平［7?8］。研究認(rèn)為，環(huán)境變化或遺傳變異可通過改變表觀遺傳學(xué)的方式參與T2DM 的發(fā)生［9］。本研究通過觀察維吾爾族T2DM及健康對(duì)照組FOSL2 DNA甲基化情況，探討FOSL2 甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能的關(guān)系。

Tab.4 Multivariate stepwise linear regression analysis of insulin resistance and islet β cell secretory function表4 胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能的多元逐步線性回歸分析

本研究發(fā)現(xiàn)，相比于 NC 組，T2DM 組 FPG、HbA1c、FINS、TG、TC 及 LDL?C 升高，HDL?C 降低，與以往的研究結(jié)果相似［10?12］，提示新疆維吾爾族T2DM 人群存在肥胖、血糖及血脂代謝紊亂等代謝綜合征狀態(tài)。Mutize 等［13］認(rèn)為 DNA 的高甲基化與糖尿病有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，相比于NC 組，T2DM 組CpG 3、CpG 6.7、CpG 8 等 8 個(gè) CpG 單元甲基化水平升高，提示FOSL2 DNA 高甲基化可能與T2DM 的發(fā)生有關(guān)。T2DM 的發(fā)病機(jī)制包括胰島素抵抗及胰島β 細(xì)胞分泌功能異常［14］。與 NC 組相比，T2DM 組HOMA?IR 升高，HOMA?ISI 及HOMA?β 降低，說明新疆維吾爾族T2DM群體同樣存在胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞分泌功能缺陷的現(xiàn)象。相關(guān)性分析結(jié)果提示FOSL2多個(gè)CpG單元甲基化水平升高與維吾爾族肥胖、胰島素抵抗及胰島細(xì)胞分泌功能有關(guān)，多元線性回歸分析結(jié)果進(jìn)一步顯示，F(xiàn)OSL2 基因CpG12.13.14 單元甲基化水平升高，是HOMA?ISI、HOMA?β 降低及HOMA?IR 升高的影響因素，提示FOSL2 DNA甲基化水平升高是維吾爾族T2DM胰島素抵抗及胰島β 細(xì)胞分泌功能缺陷的原因。Wenclewska 等［15］認(rèn)為，DNA 高甲基化與胰島 β 細(xì)胞分泌功能紊亂有關(guān)，本研究結(jié)果與之相似。有研究認(rèn)為，高BMI 增加致糖尿病風(fēng)險(xiǎn)［10］。本研究發(fā)現(xiàn)，T2DM 組 BMI 高于 NC 組，CpG15.16.17 單元甲基化水平的升高是BMI 升高的影響因素，提示FOSL2 也可能通過影響B(tài)MI 參與T2DM 的發(fā)生。因此，若能針對(duì)性開發(fā)去甲基化藥物，或能改善T2DM 患者胰島β 細(xì)胞分泌功能缺陷，減輕胰島素抵抗。本研究目前僅針對(duì)新疆維吾爾族群體，樣本量有限，希望今后能有對(duì)不同區(qū)域及不同民族的T2DM群體及關(guān)于分子機(jī)制方面的研究，F(xiàn)OSL2 或能成為T2DM 發(fā)病機(jī)制研究的潛在靶點(diǎn)。

綜上所述，F(xiàn)OSL2 可能通過DNA 高甲基化參與維吾爾族T2DM 胰島素抵抗及胰島β 細(xì)胞分泌功能缺陷，從而導(dǎo)致T2DM 的發(fā)生發(fā)展。以FOSL2 為靶點(diǎn)進(jìn)行研究，有助于進(jìn)一步揭示維吾爾族T2DM 的發(fā)病機(jī)制及研發(fā)新的靶向藥物。