新疆地區(qū)絕經(jīng)后T2DM患者LRP6基因位點(diǎn)多態(tài)性及突變與骨密度的相關(guān)性*

王婭寧，李 軍，李思源，邵 晗，王 雙，石艷秋，李佳佳

(1.新疆石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.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，新疆 石河子 832000；3.上海市楊浦區(qū)中心醫(yī)院，上海 200082；4.浙江蕭山醫(yī)院，浙江 杭州 310000；5.南陽市第二人民醫(yī)院，河南 南陽 473000)

糖尿病是一種遺傳和環(huán)境共同作用導(dǎo)致血糖升高的慢性代謝性疾病，其中2型糖尿病(T2DM)的發(fā)病是由多種基因共同參與的[1]。骨質(zhì)疏松癥(OP)是一種以骨組織微結(jié)構(gòu)受損、骨密度(BMD)下降為特征的代謝性疾病，常見于絕經(jīng)后女性，OP是T2DM的常見并發(fā)癥[2]。Wnt信號通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖的關(guān)鍵，與糖、脂、骨代謝密切相關(guān)[3]。低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(LRP6)基因可通過激活Wnt通路[4]，參與T2DM[5]、OP[6]的發(fā)生和發(fā)展。ZENIBAYASHI等[7]在日本人群開展的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，LRP6基因rs2417086、rs10743980位點(diǎn)突變與T2DM有關(guān)。目前，我國新疆地區(qū)T2DM患病率較高，而這些患者常合并OP，本研究對LRP6基因的研究不是第一個，但以往對LRP6基因多態(tài)性及突變的研究存在沖突，關(guān)于絕經(jīng)后T2DM患者LRP6基因與BMD關(guān)系的研究較少見，并且國內(nèi)很少有學(xué)者對LRP6基因在絕經(jīng)后T2DM合并OP患者進(jìn)行研究。因此，本研究測定了我國新疆地區(qū)絕經(jīng)后T2DM患者LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)多態(tài)性及突變情況，探討了我國新疆地區(qū)絕經(jīng)后T2DM患者這類特殊人群中LRP6基因位點(diǎn)多態(tài)性及突變與BMD的關(guān)系，旨在預(yù)防T2DM合并OP的發(fā)生。

1 資料與方法

1.1資料

1.1.1研究對象 選取2018年11月至2019年10月石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院門診、住院及社區(qū)收治的絕經(jīng)后女性136例，根據(jù)不同血糖及BMD分為糖耐量正常伴骨量正常組(A組，26例)、T2DM伴骨量正常組(B組，27例)、糖耐量正常伴骨量異常組(C組，28例)和T2DM伴骨量異常組(D組，55例)。本研究獲石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會審批。

1.1.2納入標(biāo)準(zhǔn) (1)自然絕經(jīng)后女性，年齡50～80歲；(2)符合T2DM和OP 1999年世界衛(wèi)生組織推薦的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8-9]；(3)簽署本研究知情同意書。

1.1.3排除標(biāo)準(zhǔn) (1)1型糖尿病；(2)自身免疫性疾病；(3)嚴(yán)重心、肝、腎臟疾??；(4)惡性腫瘤；(5)對鈣(Ca)及其他骨代謝指標(biāo)有影響的基礎(chǔ)疾病。

1.2方法

1.2.1資料收集 包括患者年齡、絕經(jīng)年限、體重指數(shù)(BMI)和腰臀比(WHR)等一般資料。

1.2.2實(shí)驗(yàn)室檢測 采用高壓液相法測定糖化血紅蛋白(HbA1c)，羅氏全自動生化分析儀(型號 Modular DPP-H7600)測定空腹血糖(FPG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)、Ca、磷(P)和堿性磷酸酶(ALP)。采用雙能X線吸收法測定腰椎(L)1～4、股骨頸BMD。采用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜方法測定LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)基因多態(tài)性及基因型分布頻率。

1.2.3Hardy-Weinberg 遺傳平衡檢測 在A組中進(jìn)行遺傳平衡檢驗(yàn)。LRP6 基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)的基因型分布頻率與Hardy-Weinberg平衡相符，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2 結(jié) 果

2.1各組患者一般資料比較 與A組比較，D組患者年齡、絕經(jīng)年限均更高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。B組患者年齡、絕經(jīng)年限、WHR均高于A組，BMI低于A組；C組患者年齡、絕經(jīng)年限高于A組，WHR、BMI低于A組，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 各組患者一般資料比較[M(P25,P75)]

2.2各組患者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較 與A組比較，B、D組患者FPG、HbA1c均更高，C、D組患者TG，以及L1～4、股骨頸BMD均更低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 各組患者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較[M(P25,P75)或

2.3各組患者LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)基因型與等位基因分布頻率比較 各組患者LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)基因型和基因頻率比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。因LRP6 基因rs10743980位點(diǎn)TT基因型和rs2302685位點(diǎn)CC基因型患者數(shù)較少，故將CT與TT合并，CT與CC合并，納入突變型組。

表3 各組患者LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)基因型與等位基因分布頻率比較[n(%)]

2.4各組患者中LRP6基因rs10743980位點(diǎn)野生型(CC基因型)與突變型(CT/TT基因型)者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較 A、B、C組患者中LRP6基因rs10743980位點(diǎn)CC基因型與CT/TT基因型者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。D組患者中CC基因型者HbA1c明顯低于CT/TT基因型，TG、股骨頸BMD均明顯高于CT/TT基因型，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 D組患者中LRP6基因rs10743980位點(diǎn)CC基因型與CT/TT基因型者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較

2.5各組患者中LRP6基因rs2302685位點(diǎn)野生型(TT基因型)與突變型(TC/CC基因型)者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較 A、B、C組患者中LRP6基因rs2302685位點(diǎn)TT基因型與TC/CC基因型者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。D組患者中TT基因型者HDL-C明顯低于TC/CC基因型者，TG、Ca、L1～4BMD均明顯高于TC/CC 基因型，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表5。

表5 D組患者中LRP6基因rs2302685位點(diǎn)TT基因型與TC/CC基因型者實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較

2.6LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)野生型和突變型患者BMD比較 與CC×TT患者比較，CT/TT×TT患者L1～4BMD更低[分別為(1.01±0.12)、(0.93±0.11)g/m2]，CC×CT/CC患者股骨頸BMD更低[分別為(0.79±0.13)、(0.73±0.09)g/m2]，CT/TT×CT/CC患者L1～4、股骨頸BMD降低更明顯[分別為(1.01±0.12)、(0.83±0.14)g/m2，(0.79±0.13)、(0.71±0.15)g/m2]。說明在同一基因中當(dāng)存在兩位點(diǎn)同時突變時會造成更低的BMD。見圖1。

注：A. L1～4 BMD ；B. 股骨頸BMD。CC×TT為rs10743980位點(diǎn)CC基因型合并rs2302685位點(diǎn)TT基因型；CT/TT×TT為rs10743980位點(diǎn)CT/TT基因型合并rs2302685位點(diǎn)TT基因型；CC×CT/CC為rs10743980位點(diǎn)CC基因型合并rs2302685位點(diǎn)CT/CC基因型；CT/TT×CT/CC為rs10743980位點(diǎn)CT/TT基因型合并rs2302685位點(diǎn)CT/CC基因型。

2.7多元線性回歸模型分析 HDL-C升高、BMI降低是股骨頸BMD降低的危險因素(P<0.05)；LRP6基因 rs10743980位點(diǎn)突變是L1～4BMD降低的危險因素(P<0.05)。見表6。

表6 多元線性回歸模型分析

3 討 論

OP是中老年人常見病，而T2DM患者更易合并OP，OP常表現(xiàn)為BMD降低，OP患者骨折風(fēng)險大大增加，為人們生活帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[10]。OP受多種因素，如年齡、絕經(jīng)年限、激素水平等影響。有研究表明，隨年齡增長，成年女性骨皮質(zhì)孔隙分別增加176%和259%[11]。年齡增長與骨細(xì)胞數(shù)量減少密切相關(guān)[12-13]。另外，隨年齡增加而出現(xiàn)的骨細(xì)胞死亡增多與多種因素相關(guān)，包括雌激素缺乏、脂質(zhì)過氧化、內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素過量等。雌激素缺乏人群骨細(xì)胞凋亡增加，進(jìn)而導(dǎo)致骨量減少[14-16]，證明了雌激素缺乏對骨重塑平衡具有不良影響。由于女性圍絕經(jīng)期卵巢功能衰退，年齡增長與雌激素缺乏時期重疊，兩因素間可能存在協(xié)同作用[17]。馬崢[18]研究表明，絕經(jīng)后女性O(shè)P患病率為53.3%，明顯高于全國平均水平(23.7%)。多項(xiàng)研究均證實(shí)，雌激素對BMD具有保護(hù)作用。ABDI等[19]研究結(jié)果顯示，對絕經(jīng)后女性經(jīng)皮雌激素給藥治療后，1年和2年后腰椎BMD分別比基線值增高3.4%和3.7%。本研究結(jié)果顯示，隨年齡及絕經(jīng)年限的增長，OP患病率也增加。

LRP6是組成Wnt信號通路的跨膜受體蛋白，其基因突變會導(dǎo)致Wnt信號通路失去對細(xì)胞的調(diào)控作用。同時，Wnt信號通路與T2DM[20]、OP[21]、血脂代謝[22]等多種疾病相關(guān)，但目前LRP6基因在我國新疆地區(qū)絕經(jīng)后T2DM合并OP患者中尚鮮見報道。 RIANCHO等[23]在絕經(jīng)后女性中的研究結(jié)果顯示，LRP6基因rs2302685、rs11054704位點(diǎn)多態(tài)性與BMD相關(guān)。同樣，本研究也對我國新疆地區(qū)絕經(jīng)后T2DM患者LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，基因多態(tài)性和基因頻率均與BMD無關(guān)。本研究結(jié)果與上述研究不相同的原因可能是，上述研究結(jié)果大多數(shù)來自歐洲及北美人群，不同基因在不同人群中表達(dá)不一致，樣本量的大小及納入人群的標(biāo)準(zhǔn)也不完全相同。

在基因突變與BMD研究方面，LI等[24]在對Wnt信號通路的研究中也證實(shí)絕經(jīng)后女性BMD水平降低與LRP6基因突變有關(guān)。STüRZNICKEL等[25]同樣證實(shí)在骨代謝和骨折中LRP5、LRP6基因共同發(fā)揮作用。本研究結(jié)果顯示，A、B、C組患者中LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)野生型與突變型者各實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，造成這種結(jié)果可能的原因是OP的發(fā)病機(jī)制相對復(fù)雜，而D組患者年齡、絕經(jīng)年限均高于A、B、C組，疾病的發(fā)生多是由基因-環(huán)境相互作用引起的，在LRP6基因單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)突變的前提下，多個環(huán)境因素相互疊加更易導(dǎo)致代謝異常。而D組患者中LRP6基因 rs10743980位點(diǎn)股骨頸BMD野生型高于突變型且該位點(diǎn)突變是L1～4BMD降低的危險因素，LRP6基因rs2302685位點(diǎn)Ca、L1～4BMD野生型高于突變型，提示LRP6基因兩位點(diǎn)突變均參與了BMD的降低。故本研究又針對基因突變對納入的我國新疆地區(qū)絕經(jīng)女性進(jìn)行了人群分類，結(jié)果顯示，基因突變?nèi)巳築MD低于未發(fā)生基因突變者，當(dāng)兩基因同時突變時BMD降低更明顯。表明上述位點(diǎn)突變型患者BMD低于野生型，其中可能是由于LRP6位點(diǎn)突變影響了成骨細(xì)胞的分化，導(dǎo)致Wnt3a信號傳導(dǎo)關(guān)鍵介質(zhì)LRP6的缺失，從而引起骨代謝異常[26]。

BMI降低是股骨頸BMD降低的危險因素，BMI在一定范圍內(nèi)增加時患者骨骼抗機(jī)械應(yīng)力的能力增強(qiáng)，刺激成骨細(xì)胞的分裂[27]；HDL-C升高是股骨頸BMD降低的危險因素。有研究發(fā)現(xiàn)，LRP6蛋白有助于清除體內(nèi)LDL-C，而LRP6基因突變導(dǎo)致LDL-C清除障礙、HDL-C功能受損。但維生素D缺乏的絕經(jīng)后女性血清HDL水平與BMD呈負(fù)相關(guān)[28]。因此，LRP6可能成為BMD的潛在調(diào)節(jié)因子。

既往研究發(fā)現(xiàn)，LRP6基因突變型者TG、LDL-C均高于野生型[29]，從而使LRP6基因突變體攜帶者患T2DM的風(fēng)險增高。本研究結(jié)果顯示，D組患者LRP6基因rs10743980位點(diǎn)中HbA1c水平突變型均高于野生型，TG水平突變型低于野生型，LRP6基因rs2302685位點(diǎn)中HDL-C水平突變型高于野生型，TG水平突變型低于野生型，提示LRP6基因突變參與了糖、脂代謝紊亂，與上述研究結(jié)果不一致。原因可能是，LRP6是Wnt信號通路協(xié)同受體之一，在糖、脂代謝調(diào)節(jié)過程中常需要多個協(xié)同受體(LRP5、LRP6、硬化蛋白等)共同作用調(diào)節(jié)下游分子的表達(dá)，調(diào)控生理機(jī)制，從而影響物質(zhì)代謝[30]。因此，應(yīng)在不同人群、不同地區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步研究，單一基因突變可能被其他因素覆蓋。

本研究局限性：樣本量相對較小，應(yīng)在較大樣本量中證實(shí)這種關(guān)系；應(yīng)包括更多的LRP6基因單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)；影響B(tài)MD下降的機(jī)制錯綜復(fù)雜，在今后的研究中應(yīng)關(guān)注基因-環(huán)境相互作用對BMD的影響。

綜上所述，我國新疆地區(qū)絕經(jīng)后女性LRP6基因rs10743980、rs2302685位點(diǎn)多態(tài)性與BMD可能無關(guān)，但絕經(jīng)后T2DM合并OP患者rs10743980、rs2302685位點(diǎn)突變參與了BMD的降低，從而在基因水平上為絕經(jīng)后女性患T2DM合并OP的發(fā)生提供了理論依據(jù)。因此，對絕經(jīng)后T2DM患者應(yīng)注意篩查，提早干預(yù)，預(yù)防OP的發(fā)生。