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编号:10225634
Ⅱ型糖尿病患者低密度脂蛋白体基因酶切多态性的观察
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1993年第1期
     作者:吴松华 王延庆 孙多奇 俞信忠 浦 鎏 陆惠娟 黄棋仁 项坤三

    单位:200233上海第六人民医院内分泌科[吴松华、黄琪仁、顶坤三、俞信忠(进修医师)],医学遗传研究室(吴松华、王延庆、孙多奇、浦 鎏、陆惠娟及项坤三)

    关键词:糖尿病;非胰岛素诊赖型;脂蛋白类,低密度;基因

    中华医学杂志930107 摘要 从105名正常人及75例Ⅱ型糖尿病(NIDDM)病人外周静脉血提取基因组DNA、PCR体外扩增低密度脂蛋白受体基因(LDLR)基因片段后用内切酶HincⅡ消化,测定每例低密度脂蛋白(LDL)、总胆因醇(TC)及甘油三酯(TG)水平,探讨LDLR酶切多太(RFLP)与糖尿病及其伴有的脂质代谢紊乱的关联。结果表明:该RFLP位点与NIDDM无关联,低LDL水平的NIDDM和正常人比,其基因型显著不同,等位基因1(H1)可能和血中胆因醇水平偏高有关,等位基因2可能和胆固醇偏低有关。基因型可影响脂质代谢的表现型,糖隶病伴有脂质代谢障碍。
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    糖尿病,尤其是Ⅱ型糖尿病(NIDDM)与遗传的关系极为切,除极少数病例,目前多认为属多基因-多因子遗传病[1]。临床上糖代谢紊乱往往伴有脂质代谢紊乱,因而推测与糖代谢和脂质代谢有关的基因缺陷可能参与糖尿病发病。我们在近年对胰岛素、胰岛素受体、载脂蛋白A1等六个糖脂代谢基因进行分子生物学研究的基础上[2,3],应用近年来迅速发展起来的PCR基因扩增技术,对LDLR内切酶HincⅡ酶切多态(RFLP)与糖尿病发病及其脂质代谢表型的关联进行研究,以期进一步寻找与糖尿病发病有关的基因。

    对象和方法

    一、对象

    1.正常对照组:正常人健康人105名(男46名,女59名),年龄15~85岁,平均62岁,来自本院职工和附近退休人员。

    2.VIDDM组病人75例(男32例,女43例),年龄30~83岁,平均59岁,均为本科专科门诊及住院患者,根据WHO 1980年标准诊断。
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    以上研究群体成员均为汉族,无血缘关系,88%祖籍均在上海、江浙一带。

    二、方法

    1.取周围静脉血10ml,用蛋白酶K处理和苯酚氯仿提取基因组DNA。

    2.PCR体外基因扩增:基因扩增从(英国Hook and Tucker公司),引物参照文献[4]设计,由美国芝加哥大学Bell实验室合成,序列分别为5′-TCTCCTTATCCACTTGTGTGTCTAG-3′和5′-CTTCGATCTCGTACGTAAGCCACAC-3′。PCR反应体系100μ1,常远见配制并略作改良。变性,退火及延伸条件分别为94℃1分钟,55℃2分钟,72℃3分钟,25次循环,用12%聚丙烯凝胶检查扩增的LDLR片段(190bp,含第12外显子)。

    3.取13μ1PCR扩增液直接加内切酶HincⅡ,37℃消化3小时或过夜。次日12%聚丙烯凝胶电泳及溴乙啶染色,紫外灯初步检查及即刻摄影装置(Polaroid)拍摄照片判断酶解结果。定含133bp片段为等位基因1(H1),98bp片段为等位基因2(H2)(附图),确定每例的基因型,计算各组的等位基因和不同基因型的出现率。
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    M DNA分子量标准

    标本1,7 H1H1纯合子

    标本2,5 H1H2杂合子

    标本3,4,6,8,9 H2H2纯合子

    附图 LDLR的HincⅡ RFLP

    4.所有病例和正常对照组人员均测定空腹血糖、血浆糖化血红蛋白和果糖胺水平以及血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)等脂质代谢指标。

    三、资料分析和数据统计

    在Fox软件中建立数据库,并作各种数据分类处理,求出各组及各亚组的基因型频率和等位基因频率,均经过Hardy-Weinterg试验[5],表明各组及亚组基因频率已达遗传平衡,具有群体代表性,然后在医学统计软件包(钟元)中进行统计运算。
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    比较NIDDM组和正常对照组的基因型频率和等位基因频率差异,取对照组与NIDDM的TC、TG及LDL的不同分割水平,比较每组内的高低值亚组之间基因频率以及两组相对应的亚组间的基因频率差异,以上比较均用x[2]测验。各组及其各基因型亚组间脂质代谢指标的比较用t检验。

    结 果

    一、NIDDM与正常对照组比较(表1)

    基因型和等位基因频率均无显著差异,两者均以等位基因2为主,分别占0.83与0.89。基因型主要是H2纯合子,H1纯合子极少,均仅占0.01。

    二、脂质代谢指标不同水平亚组的基因频率比较(表2)

    表1 LDLR HincⅡ酶切多态与Ⅱ型糖尿病的关系 组别
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    例数

    基因型频率

    等位基因频率

    H1H1

    H1H1

    H2H2

    H1

    H2

    正常对照组

    105

    0.01(1)

    0.21(22)

    0.78(82)
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    0.11(24)

    0.89(186)

    NIDDM

    75

    0.01(1)

    0.32(24)

    0.67(50)

    0.17(26)

    0.83(124)

    注:()内为例数,Pc为纠正P值(下同),NIDDM与正常对照组比较差异无显著意义

    表2 不同LDL水平亚组的基因频率比较
, 百拇医药
    组别

    例数

    基因型频率

    H1H1

    H2H2

    H1H2

    H1

    H2

    正常对照组

    LDL≥1.30

    61

    0.02(1)

    0.28(17)
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    0.70(43)

    0.16(19)

    0.84(103)

    LDL<1.30

    16

    0.00(0)

    0.00(0)

    1.00(16)

    0.00(0)

    1.00(32)

    NIDDM组

    LDL≥1.30
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    61

    0.00(0)

    0.31(19)

    0.69(42)

    0.16(19)

    0.84(103)

    LDL<1.30

    14

    0.07(1)

    0.36(5)

    0.57(8)

    0.25(7)
, 百拇医药
    0.75(21)

    注:单位均为mmol/L。正常对照组内两亚组比较:(1)基因型频率:x2=6.16 Pc<0.05

    (2)等位基因频率:x2=5.68 Pc<0.05

    NIDDM的LDL<1.3组与正常对照组的LDL<1.3组比较:(1)基因型频率:x2=8.57 Pc<0.02

    (2)等位基因频率:x2=9.06 Pc<0.01

    将正常对照组和NIDDM组按LDL1.3mmol/L和2.0mmol/L两个分割水平分成亚组比较基因型频率和等位基因频率,发现正常对照组纳1.3mmol/L分割水平,高低两亚组间两者均有显著差异(Pc均<0.05)。NIDDM与正常对照组两低水平亚组比较,亦均见显著差异(Pc分别<0.02与0.01)。
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    TC按3.5、4.0、5.0mmol/L三种水平分割,TG按1.00,1.76mmol/L两种水平分割,比较其正常对照组和NIDDM组纳各自不同水平亚组间的基因频率差异及两组对应水平亚组间的基因频率差异,发现正常对照组纳LDL1.3mmol/L水平的高低两亚组间及TC3.5mmol/L高低两亚组间有显著差异(表2和表3)。

    表3 正常人群不同LDL和TC水平的基因型频率及等位基因频率差异 组别

    例数

    基因型频率

    等位基因频率

    H1H1

    H1H2

    H2H2
, 百拇医药
    H1

    H2

    全组

    105

    0.01(1)

    0.21(22)

    0.78(82)

    0.11(24)

    0.89(186)

    LDL≥1.3mmol/L*

    61

    0.02(1)

, 百拇医药     0.28(17)

    0.70(43)

    0.16(19)

    0.84(103)

    LDL<1.30mmol/L

    16

    0.00(0)

    0.00(0)

    1.00(16)

    0.00(0)

    1.00(32)

    TC≥3.5mmol/L**
, 百拇医药
    57

    0.02(1)

    0.30(17)

    0.68(39)

    0.17(19)

    0.83(95)

    TC<3.5mmol/L

    20

    0.00(0)

    0.00(0)

    1.00(20)

    0.00(0)
, 百拇医药
    1.00(40)

    * 与<1.3mmol/L组比较:(1)基因型频率:x2=6.16 Pc<0.05

    (2)等位基因频率:x2=5.68 Pc<0.05

    ** 与<3.5mmol/L组比较:(1)基因型频率:x2=8.24 Pc<0.02

    (2)等位基因频率:x2=3.88 Pc<0.05

    表4 NIDDM组与正常对照组全组及各基因型亚组间LDL、TC、TG水平比较 组别

    例数

    LDL
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    TC

    TG

    正常对照组全组

    77

    2.00±0.72

    4.14±0.89

    1.40±0.85

    H1H1

    1

    2.03

    3.74

    0.55

    H1H2
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    17

    2.23±0.53

    4.41±0.66

    1.23±0.85

    H2H2

    59

    1.93±0.76

    4.07±0.95

    1.46±0.85

    NIDDM组全组

    75

    2.92±1.34
, 百拇医药
    5.17±1.37

    1.75±1.13

    H1H1

    1

    0.85

    3.72

    4.70

    H1H2

    24

    2.84±1.38

    5.13±1.20

    1.90±1.38

, 百拇医药     H2H2

    50

    3.00±1.31

    5.21±1.46

    1.62±0.91

    * 单位mmol/L,除H1H1外均为

    正常对照组与NIDDM组全组比较:TC P<0.01,TG P<0.05 LDL, P<0.001

    对应亚组比较:H1H1:LDL P<0.05,TC P<0.01,TG P<0.05;H1H2:LDL P<0.01,TC P<0.01

, http://www.100md.com     NIDDM组内比较:H1H2:H2H2 TG P<0.05

    三、NIDDM组与正常对照组的LDL、TC及TG水平比较

    前两者均有非常显著差异(P<0.001),后者有显著差异(P<0.05)。亦比较各组内不同基因型亚组的水平和两组间对应亚组的水平,除1对外均未见显著差异(表4)。

    讨论

    一、LDLR位于人类第9号染色体,长45Kb,含18个外显子和17个内含子,编码LDL受体前体蛋白。本研究所扩增的含第12外显子的基因片段,参与编码受体蛋白的第二个结构域,LDLR可出现多种不同类型的突变,业已证明有的突变可影响体内脂质,尤其胆固醇代谢,引起临床上高胆固醇血症,继而促使早发冠心病[6,7]。我们以往研究发现载脂蛋白B(ApoB)和载脂蛋白AL(ApoAL)的RFCP与糖尿病的发病有一定关联[2,3],临床上糖代谢紊乱往往伴有脂质代谢紊乱,反之亦然,故设想两者是否有其共同的基因变异基础。本研究结果表明,LDLR的HincⅡ酶切多态位点与NIDDM无关联。
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    二、LDLR的研究,以往多用Southern印迹法,需通过克隆制备LDLR的cDNA探针,使用同位素标记,整个实验过程不但费时、昂贵,且实验结果不易稳定。1989年Kotze等[8,9]用PCR技术研究LDLR外显子4、8、9的基因突变取得了满意的结果。本研究参考文献设计,合成引物,PCR扩增LDLR的第12外显子片断,HincⅡ酶切观察该位点的多态性,所得结果可判断性强。

    三、LDL以1.3mmol/L为分割点,TC为3.5mmol/L为分割点,均可见其高低两组之间的基因型频率和等位基因频率有显著差异,并可见两者的低水平组均为H2H2型,且随分割点上移,H2频率均呈逐步下降趋势,LDL与胆固醇代谢密切有关,两者结果一致,提示H2可能与血中胆固醇水平偏低有关,而H1与胆固醇水平偏高有关,这与我们在研究中发现冠心病病人中H1频率显著增高相符合。
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    四、NIDDM组的LDL、TC及TG水平均显著高于正常对照组,符合NIDDM患者多伴有脂质代谢紊乱的情况。NIDDM组内,H1H2型亚组的TG水平显著高于H2H2型亚组,结合上述的不同LDL和TC水平亚组间基因频率的差异,提示该基因型对临床表现型有一定的影响。

    参考文献

    1 Galton DJ,Krone W,Stocks J.Genetic Poltmorphisms related to glucose and triglyceride intolerance Diabetes/metabolism Rev,1987,3:525.

    2 项坤三,Bell,GI,Karam JH,等,中国人非胰岛素依赖型糖尿病与糖脂代谢基因的关联研究,中华医学杂志1988,68:552。
, 百拇医药
    3 项坤三、徐瑾,王延庆,等,载脂蛋白AI基因的基因型在胰岛素依赖型糖尿病临床表现型的关系,中华医学杂志,1991,71:225。

    4 Leitersdorf E,Hobbs HH.Human LDL receptor gene:HincII polymorphism detected by gene amplification.Nucleic Acid Research,1998.16:7215.

    5 Emery AH.Methodology in medical genetics.2nd ed.London:Chuschill,1986,3,55:114

    6 Yamamura T,Tajima S,miyake Y.Hyperlipoproteinemia as a risk for ischemic heart disease.Jpn Cire J,1990,54:448.
, 百拇医药
    7 Hixson JE,Kammerer CM,cox LA.Identification of LDL receptor gene marker associated with altered with altered levels of LDL cholesterol and apolipoprotein B in baboons.Arteriosclerosis,1989,9:829.

    8 Kotze MJ,Langengoven E,Warnich L,et al.The identification of two Low density Lipoprotein receptor genem mutation in South African familial hypercholesterolemia.S Afr Med J,1989,76:399.

    9 Kotze MJ,Langengoven E,Warnich L,et al.Molecular characterisation of a low-frequency mutation in exon 8of the human low-density lipoprotein receptor gene. S Afr Med J,1989,76:402.

    (收稿:1992-08-15 修回:1992-10-07), 百拇医药