絕經(jīng)后2型糖尿病LRP5基因多態(tài)性與骨量異常的研究

黎婭 李軍* 李思源 王曦齡 盧韻秋 李子昕

1. 石河子大學(xué)第一附屬醫(yī)院,新疆 石河子 832000

2. 石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院,新疆 石河子 832000

3. 湖南省婁底市中心醫(yī)院,湖南 婁底 417600

骨量丟失、骨組織細微結(jié)構(gòu)破壞會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP),OP患者進行實驗室檢測會發(fā)現(xiàn)其骨密度(bone mineral density BMD)下降,骨折發(fā)生風(fēng)險也較普通人群大大增加[1]。中國老齡化人口占比巨大,女性在中國約9 000萬OP患者中約占78%[2]。骨量降低的危險因素包括血糖異常、脂代謝紊亂、絕經(jīng)后雌激素缺乏、陽性遺傳基因、尼古丁攝入、久坐及其相關(guān)疾病等[3]。絕經(jīng)后的2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus ,T2DM)女性患者并發(fā)OP時也伴隨著脂代謝的紊亂。

基因和環(huán)境對OP和T2DM的發(fā)生均有相關(guān)性,遺傳因素在個體間骨量差異中占到50% ～ 80%的作用[4]。國外目前已經(jīng)在全基因組層面鑒定出WNT 信號通路(LRP5、SOST、WNT10B、WNT16、SFRP1、 FOXC2、LRP4、GPR177 和 CTNNB1)與骨量降低和糖代謝降低密切相關(guān)[5]。作為啟動Wnt信號下游通路的因子之一,LRP5的表達對骨形成很關(guān)鍵,尤其影響成骨細胞[6];目前已知LRP5可以作為糖尿病的保護因素,除增加胰島素的產(chǎn)生外還可以促進胰島素的信號傳導(dǎo)從而降低血糖[7]。本團隊前期研究也表明絕經(jīng)后女性患者LRP5基因位點的多態(tài)性表達除與BMD異常有關(guān),其與糖耐量異常也有相互作用[8];并發(fā)現(xiàn)石河子地區(qū)絕經(jīng)后人群LRP5與LRP6基因位點多態(tài)性、絕經(jīng)年齡、血糖水平之間表達的交互作用可以增加OP發(fā)生風(fēng)險,可使OP發(fā)生風(fēng)險增高[9]。目前尚未見對于絕經(jīng)后女性LRP5基因rs556442、rs312778位點基因多態(tài)性與全身代謝降低疾病關(guān)系的研究報道。探究該位點基因多態(tài)性及突變與糖、脂代謝及BMD降低相關(guān)指標(biāo),有望揭示新生物學(xué)通路。

1 材料和方法

1.1 材料

選取2021年5月至2023年5月在新疆石河子大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的絕經(jīng)后漢族女性142例,分為正常對照組(A組,n=29)、T2DM組(B組,n=30)、骨量降低組(C組,n=28)、骨量降低+T2DM組(D組,n=55)。T2DM 及 OP 的診斷標(biāo)準(zhǔn)分別參照1999年和1994年WHO 制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[10-11]。本研究獲得石河子大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批(獲批編號:KJ2021-534-01),收集所有受試者的臨床信息及生化標(biāo)本,均獲得了受試者的知情同意。

1.2 方法

1.2.1收集基線資料:測定并記錄142例女性患者的年齡、絕經(jīng)年限、身高、體重等,體重/身高的平方=體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI),腰圍/臀圍=腰臀比(waist hip ratio,WHR);完成血Ca、血P、FPG、HbA1C、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)等生化指標(biāo)的收集(通過羅氏全自動生化分析儀測定受試者清晨靜脈血)。

1.2.2測量BMD:采用雙能X線吸收法(DEXA)測定BMD,T值在-1～1為骨量正常,-1至-2.5為骨量減少,≤-2.5為OP。

1.2.3提取DNA:收集142例女性患者靜脈血5 mL(清晨空腹),立即加入抗凝劑(EDTA)抗凝,提取DNA后冷凍于-20 ℃冰箱備用,留存較長樣本采用無水乙醇固定。

1.2.4基因分布:rs556442、rs312778 位點的多態(tài)性采用MALDI-TOF-MS分型。

1.3統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 組間基線資料比較

與A組比較,B組絕經(jīng)年限、年齡比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);B、C、D組的WHR比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 組間基線資料比較Table 1 Comparison of baseline information between groups

2.2 組間臨床指標(biāo)比較

由于基線資料不齊,故采用協(xié)方差分析。組間結(jié)果比較顯示,B組糖代謝指標(biāo)FPG、HbA1c血清學(xué)水平較對照組A組升高(P<0.01);C組腰L1～4及股骨頸BMD較對照組A組降低(P<0.01),脂代謝血清學(xué)水平TG較對照組A組降低(P<0.05);D組的糖代謝指標(biāo)FPG、HbA1c血清學(xué)水平較對照組A組升高(P<0.01),脂代謝指標(biāo)血清學(xué)水平TG較對照組A組降低(P<0.05)。見表2。

表2 經(jīng)協(xié)方差分析后組間各生化指標(biāo)的比較Table 2 Comparison of biochemical indices between groups after analysis of covariance

2.3 絕經(jīng)后女性LRP5-rs556442位點基因型及等位基因分布

LRP5-rs556442、rs312778位點基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。rs556442位點與A組比較,D組基因型分布比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。rs556442位點其余組間及rs312778位點組間基因型及等位基因分布頻率經(jīng)卡方檢驗后未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05) 。見表3。

表3 LRP5-rs556442位點基因型及等位基因分布頻率(n/%)Table 3 Genotype and allele distribution frequency of LRP5-rs556442 locus (n/%)

2.4 rs556442、rs312778 位點基因型突變與糖、脂、骨代謝指標(biāo)及BMD關(guān)系

由于rs556442、rs312778 位點部分基因型頻數(shù)<5,故合并突變基因型進行分析。

LRP5-rs556442位點:在與AA基因型比較下,可以得出B、C組AG/GG基因型股骨頸的BMD偏低,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);D組突變型的HDL偏低,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。LRP5-rs312778位點:在與CC基因型比較下,提示A組CT/TT基因型的FPG、HbA1C偏低,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);D組CT/TT基因型的LDL偏高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4、表5。

表4 LRP5-rs556442位點基因突變與糖、脂、骨代謝指標(biāo)及BMD的關(guān)系Table 4 Association of gene mutation at LRP5-rs556442 locus with sugar, lipid and bone metabolism indexes and BMD

表5 A、D組LRP5-rs312778位點突變與糖、脂、骨代謝指標(biāo)及BMD的關(guān)系

2.5 LRP5-rs556442、LRP5-rs312778基因位點多態(tài)性與BMD的多元線性回歸

腰L1～4BMD(Y1)及股骨頸BMD(Y2)為因變量,基因型、絕經(jīng)年限、年齡、BMI、TG、LDL、HDL、HbA1c、FPG 為自變量。rs312778 位點回歸方程:Y1=0.239～0.40(TG)+0.010 (BMI);Y2=0.457+0.009 (BMI),BMI降低是腰L1～4及股骨頸BMD降低的危險因素(P<0. 05) ,TG增加是腰L1～4BMD降低的危險因素。rs556442位點回歸分析方程為:Y1=0.492～0.035(TG),提示TG增加是腰L1～4BMD降低的危險因素(P<0.05 ),Y2的多元線性回歸方程沒有自變量進入。

2.6 LRP5基因位點野生型、突變型與骨量異常易感性的關(guān)系

根據(jù)骨密度測量結(jié)果,將受試者分為骨量正常組(59例)及骨量異常組(83例)。在rs556442、rs312778位點,野生型(TT)與突變型(CC/TC)BMD差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表6。

表6 LRP5基因位點野生型、突變型與骨量異常易感性的關(guān)系Table 6 Relationship between wild type, mutant type and susceptibility to abnormal bone mass at the LRP5 locus

3 討論

據(jù)第七次全國人口普查報道,中國人口老齡化程度不斷加劇,≥60歲以上人口約占全人口數(shù)量的18.7%,約2.64 億[12]。這一變化導(dǎo)致許多慢性代謝性疾病患病率快速攀升,尤其以O(shè)P和T2DM為代表,絕經(jīng)后女性由于雌激素水平降低更易造成OP的發(fā)生[13],基因也影響OP和T2DM的發(fā)生,國外目前在全基因?qū)用嫔厦鞔_了WNT信號通路與OP和骨折的發(fā)生具有相關(guān)性[14]。WNT信號通路的經(jīng)典受體LRP5,其基因多態(tài)性和突變與糖、脂代謝及骨量降低的關(guān)系也成為近年來的研究熱點[15-18]。

本研究對石河子地區(qū)的絕經(jīng)后女性展開了分析,rs556442位點基因型分布在女性骨量降低、T2DM組與正常對照組比較中存在統(tǒng)計學(xué)差異,rs312778位點組間基因型及等位基因頻率分布無統(tǒng)計學(xué)差異,提示rs556442位點基因突變可能增加T2DM合并OP的發(fā)生風(fēng)險。在進行rs556442位點基因突變分析時,與野生型相比,骨量降低組與T2DM 組的突變型股骨頸BMD降低 ;骨量降低組與T2DM組突變型的HDL降低。rs312778位點各組內(nèi)基因突變分析得出,對照組突變型的HbA1C、FPG較野生型降低,提示其CC/CT基因型可能作為T2DM的保護因素;與野生型相比,T2DM 組與骨量降低組突變型的脂代謝指標(biāo)LDL血清學(xué)水平升高,提示該位點突變可能降低脂代謝異常的發(fā)生概率;在rs312778 位點骨量異常與基因型分布有統(tǒng)計學(xué)差異。

多元線性回歸分析結(jié)果顯示,BMI與股骨頸及腰L1～4BMD呈正相關(guān),組間比較發(fā)現(xiàn)骨量降低人群的BMI小于正常人群,BMI在一定范圍內(nèi)增加對于OP 進展延緩具有積極意義,這與Fan Z等[19]的研究結(jié)果保持一致,但與Wang F等[20]的結(jié)論相反,說明超出一定范圍BMI的增加可能作為OP的危險因素。TG 水平降低對于延緩骨量降低具有積極意義,此結(jié)論與Aleidi SM等[21]相反,目前關(guān)于TG 及BMI如何在分子層面影響B(tài)MD L1～4的機制較為空缺,需要更加系統(tǒng)的研究。

綜上,LRP5基因rs556442、rs312778兩個基因位點的突變可能與絕經(jīng)后女性的糖、脂及骨代謝有關(guān)。本研究從基因水平探討了新疆石河子地區(qū)絕經(jīng)后女性糖、脂及骨代謝紊亂的機制,對代謝紊亂相關(guān)疾病的防治起到了推動作用。