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PXR基因单核苷酸多态性与2型糖尿病患病风险的关系

2024-09-06 55 上传者：管理员

摘要：目的探讨孕烷X受体（PXR）基因单核苷酸多态性（SNP）与2型糖尿病（T2DM）患病风险的关系。方法选择T2DM患者285例（观察组）、同期体检健康的志愿者230例（对照组），采集所有研究对象空腹外周静脉血，提取基因组DNA，然后对PXR基因rs1523127、rs3814055、rs6785049位点进行测序和基因分型；采用ELISA法检测血清PXR、葡萄糖转运体2(GLUT2)、葡萄糖激酶（GCK）。比较两组PXR基因rs1523127、rs3814055、rs6785049位点基因型及等位基因频率，以及血清PXR、GLUT2、GCK水平。分析PXR基因SNP与T2DM患病风险的关系。结果经Hardy-Weinberg遗传平衡检验，两组PXR基因不同位点基因型、等位基因频率均符合遗传平衡定律。两组PXR基因rs1523127、rs6785049位点基因型及等位基因频率比较差异均无统计学意义（P均>0.05）。观察组PXR基因rs3814055位点CT/TT基因型及T等位基因频率均高于对照组（P均<0.05），携带CT、TT基因型者罹患T2DM的优势比（OR）分别为携带CC基因型者的1.591、2.398倍，携带T等位基因者罹患T2DM的OR为携带C等位基因者的1.638倍。观察组血清PXR水平高于对照组，血清GLUT2、GCK水平低于对照组（P均<0.05）。T2DM患者PXR基因rs3814055位点CT/TT基因型者血清PXR水平高于CC基因型者，血清GLUT2、GCK水平低于CC基因型者（P均<0.05）。结论 PXR基因rs3814055位点C等位基因突变为T等位基因能够增加其转录活性，抑制血清GLUT2、GCK水平，使其糖耐量受损，进而增加T2DM的患病风险。

关键词：
2型糖尿病
T2DM
单核苷酸多态性
孕烷X受体基因
患病风险
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2型糖尿病（T2DM）是一种由遗传因素和环境因素相互作用所致的代谢性疾病。随着人口老龄化加剧和生活方式转变，T2DM的患病率逐年上升，已成为严重威胁我国居民健康的公共卫生问题之一[1-2]。近年来，随着基因组学不断发展，与疾病相关基因的单核苷酸多态性（SNP）成为分子生物学研究的热点[3]。核受体超家族成员孕烷X受体（PXR），作为药物代谢的关键调控因子，在维持机体稳态以及清除内源性或异源性有毒物质方面发挥着重要作用。有研究发现，PXR能够通过调控下游靶基因的表达来维持血糖稳态，从而参与机体糖代谢[4]。CAI等[5]研究报道，瘦素缺陷型ob/ob小鼠敲除PXR基因能够显著增加氧气和能量消耗，抑制糖异生，加速葡萄糖清除，减轻小鼠饮食性和遗传性肥胖以及胰岛素抵抗。但目前关于PXR基因SNP与T2DM患病风险的关系研究较少。鉴于此，本研究探讨了PXR基因SNP与T2DM患病风险的关系。现报告如下。

1、资料与方法

1.1临床资料

选择2020年1月—2023年5月成都市第七人民医院收治的T2DM患者285例（观察组）。T2DM诊断依据《中国2型糖尿病防治指南（2020年版）》[6]。纳入标准：(1)符合T2DM诊断标准；(2)年龄18～80岁；(3)病历资料完整。排除标准：(1)合并重要脏器严重疾病者；(2)合并急慢性炎症性疾病者；(3)合并恶性肿瘤者；(4)合并血液系统或免疫系统疾病者；(5)近3个月内使用糖皮质激素治疗者。其中，男159例、女126例，年龄（51.29±9.08）岁，BMI (24.85±2.94)kg/m2，糖尿病病程（9.48±5.27）年，有吸烟史89例、有饮酒史94例。同期选择在成都市第七人民医院体检健康的志愿者230例（对照组），男123例、女107例，年龄（49.35±10.24）岁，BMI (23.02±2.33)kg/m2，有吸烟史71例、有饮酒史63例。两组性别、年龄、BMI、吸烟史、饮酒史具有可比性。本研究经成都市第七人民医院伦理委员会审核批准[伦理审查批件号：K2020-批件-074(11.1）]。所有研究对象或其家属对本研究知情并签署书面知情同意书。

1.2 PXR基因SNP检测

所有研究对象入组后采集清晨空腹外周静脉血5 m L，采用Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒提取基因组DNA，置于-20℃冰箱保存。通过Primer Premier 5.0软件设计引物，并由上海生工生物工程股份有限公司合成。PXR基因rs1523127位点上游引物5'-ACCAC-CAAGCAGTCCAAGAG-3'、下游引物5'-AACTCG-CAGCCACTGCTAAG-3',rs3814055位点上游引物5'-CAAGCGGAAGAAAAGTGAACG-3'、下游引物5'-CACAGATCTTTCCGGACCTG-3',rs6785049位点上游引物5′-TCAAGAATTTCCGGGTCTCTC-3′、下游引物5′-CGATGGGCAAGTCCCTGAAG-3′。按2×Phanta®Flash Master Mix配制反应体系：2×Phanta®Flash Master Mix 25μL，基因组DNA 5μL，上下游引物各2μL,dd H2O 16μL；反应条件：95℃3 min,95℃45 s、58℃30 s、72℃30 s共35个循环，最后72℃5 min。取PCR扩增产物20μL，经1.5%琼脂糖凝胶电泳分离，回收并纯化DNA片段。将纯化DNA片段送北京擎科生物科技股份有限公司进行测序和基因分型。

1.3血清PXR、葡萄糖转运体2(GLUT2）、葡萄糖激酶（GCK）检测

所有研究对象入组后采集清晨空腹外周静脉血5 m L，室温静置20 min,4℃下3 000 r/min离心10 min、离心半径15 cm，留取上层血清，置于-80℃冰箱保存。采用ELISA法检测血清PXR、GLUT2、GCK。试剂盒购自美国Life Span Bio Sciences公司，所有操作严格按试剂盒说明进行。

1.4统计学方法

采用SPSS24.0统计软件。符合正态分布的计量资料以表示，结果比较采用独立样本t检验；计数资料比较采用χ2检验。群体代表性分析采用Hardy-Weinberg遗传平衡定律。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1两组PXR基因不同位点基因型及等位基因频率比较

经Hardy-Weinberg遗传平衡检验，两组PXR基因不同位点基因型、等位基因频率均符合遗传平衡定律。两组PXR基因rs1523127、rs6785049位点基因型及等位基因频率比较差异均无统计学意义（P均>0.05）。观察组PXR基因rs3814055位点CT/TT基因型及T等位基因频率均高于对照组（P均<0.05），携带CT、TT基因型者罹患T2DM的优势比（OR）分别为携带CC基因型者的1.591、2.398倍，携带T等位基因者罹患T2DM的OR为携带C等位基因者的1.638倍。见表1。

2.2两组血清PXR、GLUT2、GCK水平比较

见表2。

表1 两组PXR基因不同位点基因型及等位基因频率比较[例（%）]

表2 两组血清PXR、GLUT2、GCK水平比较（ng/L,)

2.3 T2DM患者PXR基因rs3814055位点不同基因型者血清PXR、GLUT2、GCK水平比较

见表3。

表3 T2DM患者PXR基因rs3814055位点不同基因型者血清PXR、GLUT2、GCK水平比较（ng/L,)

3、讨论

随着经济快速发展，居民生活水平不断提高以及生活方式和饮食结构不断改变，我国糖尿病患者越来越多，已成为全球糖尿病患者人数最多的国家。T2DM是临床最常见的糖尿病类型，占糖尿病患者总数的90%以上。因此，T2DM已成为严重威胁我国居民健康的公共卫生问题之一，也一直是临床研究的热点。

T2DM是由多个基因变异与环境因素共同作用导致的一种多基因遗传病，具有较强的遗传易感性。PXR是核受体超家族成员之一，是一种配体激活的转录因子，在体内广泛分布。作为细胞传感器，PXR可被多种内源性和外源性物质激活，从而参与调节糖脂代谢，在维持机体代谢平衡方面发挥至关重要的作用。因此，PXR相关的信号通路可能是糖脂代谢性疾病潜在的治疗靶点[7]。KIM等[8]通过高脂饮食喂养野生型和PXR基因敲除小鼠发现，与PXR基因敲除小鼠比较，野生型雄性小鼠胰岛素信号传导较好，但野生型雌性小鼠葡萄糖清除效率降低。有研究发现，PXR的激活可抑制GLUT2表达，诱导GLUT2从肝细胞的细胞膜转位至细胞质，抑制原代肝细胞对葡萄糖的摄取，从而引起糖耐量受损[9]。PXR还与糖尿病肾病的发生、发展密切相关。WATANABE等[10]研究发现，PXR在糖尿病小鼠的近端肾小管表达增加，并且PXR通过激活下游靶基因补体应答基因32和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶1表达，促进糖尿病肾病代谢紊乱和肾脏纤维化发生，加重糖尿病肾病的肾损伤。

既往研究证实，PXR基因rs3814055、rs1523127、rs2276706、rs1464603、rs3814058和rs6785049位点等位基因突变频率在亚洲人中较高。rs1523127位于PXR基因第1外显子。有研究发现，在接受伊立替康或大剂量持续输注氟尿嘧啶、亚叶酸钙治疗的转移性结直肠癌患者中，rs1523127(A>C）携带C等位基因导致药物血液毒性的风险增加3～4倍[11-12]。rs6785049位于PXR基因第5内含子，该位点已被证实与不良心血管事件的发生有关。有研究报道，携带纯和突变体AA基因型的冠心病患者经氯吡格雷治疗发生不良心血管事件的风险较高[13]。MBATCHI等[14]研究发现，rs6785049位点携带G等位基因的膀胱癌患者出现药物毒性的概率较低，而携带突变型A等位基因的膀胱癌患者出现替西莫司导致的严重药物毒性的概率较高，提示rs6785049(G>A）与替西莫司药代动力学及其对膀胱癌患者的药物毒性有关。rs3814055位于PXR基因启动子转录起始位点上游第831位，已被证实与抗结核药物的肝毒性有关，其等位基因C突变为T是其致肝毒性的危险因素。WANG等[15]研究发现，-831 C/T多态性对PXR基因的转录调控有直接影响，转染T等位基因的荧光素酶活性显著高于转染C等位基因的荧光素酶活性，表明PXR调控区第831位的C突变为T增加了其对下游靶基因的转录活性。2018年一项针对葡萄糖耐受不良的研究报道，PXR的激活可损害肝脏的葡萄糖耐量，抑制GLUT2表达，通过改变GLUT2的亚细胞定位，使其从细胞膜转移至细胞质，从而抑制原代肝细胞的葡萄糖摄取，进而促进糖尿病的发生、发展[9]。由此推测，rs3814055(C>T）与T2DM患病风险有关。为此，本研究选择了rs1523127、rs3814055、rs6785049三个常见位点，并探索其与T2DM发病风险的关系。

本研究经Hardy-Weinberg遗传平衡检验，两组PXR基因不同位点基因型、等位基因频率均符合遗传平衡定律。两组PXR基因rs1523127、rs6785049位点基因型及等位基因频率比较差异均无统计学意义；观察组PXR基因rs3814055位点CT/TT基因型及T等位基因频率均高于对照组，携带CT、TT基因型者罹患T2DM的OR分别为携带CC基因型者的1.591、2.398倍，携带T等位基因者罹患T2DM的OR为携带C等位基因者的1.638倍。结果提示，PXR基因rs3814055位点SNP与T2DM患病风险密切相关。

GLUT2是主要存在于胰岛β细胞和肝细胞中的一种跨膜葡萄糖转运蛋白。生理条件下，GLUT2以易化扩散的方式将葡萄糖转运至细胞内，使细胞膜两侧的葡萄糖水平达到动态平衡。因此，GLUT2异常可能会引起T2DM的发生。GCK是细胞内葡萄糖磷酸化和代谢的第一个限速酶，其感知葡萄糖水平变化，启动核心调糖靶器官的精密协作，以维持葡萄糖稳态。GLUT2和GCK均为PXR的靶基因，受PXR调控。本研究结果发现，观察组血清PXR水平高于对照组，血清GLUT2、GCK水平低于对照组；T2DM患者PXR基因rs3814055位点CT/TT基因型者血清PXR水平高于CC基因型者，血清GLUT2、GCK水平低于CC基因型者。由此推测，rs3814055位点C、T等位基因的差异性可调控PXR基因启动子区活性，通过影响转录因子和其他蛋白的结合来调控基因的转录，从而影响一系列病理生理过程。

综上所述，PXR基因rs3814055位点C等位基因突变为T等位基因能够增加其转录活性，抑制血清GLUT2、GCK水平，使其糖耐量受损，进而增加T2DM的患病风险。

参考文献:

[6]中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南(2020年版)[J].中华糖尿病杂志,2021,13(4):315-409.

基金资助:四川省科研课题普及应用项目(20PJ311);

文章来源:刘强,李素芳,王楠,等.PXR基因单核苷酸多态性与2型糖尿病患病风险的关系[J].山东医药,2024,64(25):26-29+34.