2. 教育部流行病学重点实验室;
3. 北京大学公共卫生学院妇女与儿童青少年卫生学系
肥胖在全世界范围流行,与高脂血症、高血压、糖尿病等代谢异常密切相关,严重威胁人类健康,已成为我国公共卫生领域亟待解决的问题之一〔1〕。最近Herbert等〔2〕通过全基因组扫描发现,胰岛素诱导基因2(INSIG2)上游10 kb的一个单核苷酸多态性(SNP) rs7566605与成人和儿童肥胖密切相关,并在美国、德国的多个人群中证实。另外,动物研究和细胞培养发现,INSIG2基因可能参与脂蛋白和游离脂肪酸的代谢〔3, 4〕。该基因多态性在我国人群肥胖发生中的作用尚不确定,尤其对儿童青少年人群〔5〕。本研究于2007年在北京市海淀区选择1 103名7~18岁儿童青少年,分析INSIG2基因上游rs7566605多态性与中国儿童青少年体质指数(BMI)的相关性,并且扩展分析该多态性与肥胖其他测量指标腰围(WC)、腰臀比(WHR)、腰围身高比(WtHR)、皮褶厚度、脂肪百分比(TBF)、血脂、血糖(FPG)、血压的关系。
1 对象与方法 1.1 对象选择北京市3所中学和2所小学,采用中国肥胖问题工作组(WGOC)制定的中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体质指数值分类标准〔6〕对全体7~18岁在校学生进行超重和肥胖筛选。排除心、肺、肝、肾等重要脏器疾病、身体发育异常、身体残缺、畸形以及内分泌疾病、药物副作用等引起的肥胖。从每个年级的2个班中筛选体重正常学生共入选7~18岁学生1 103人,其中,男生615人,占55.8%;女生488人,占44.2%;其中,体重正常456人,男生196人,女生260人; 超重325人,男生203人,女生122人; 肥胖322人,男生216人,女生106人。
1.2 方法 1.2.1 身体测量方法身高、体重、腰围、臀围、皮褶厚度(上臀部、肩胛部、髂前上棘和腹部)的测定依据《2005年全国学生体质与健康调研检测细则》〔7〕,身高与体重的测量分别精确到0.5 cm和0.1 kg,计算体质指数(BMI):BMI=体重/身高2(kg/m2)。
1.2.2 体脂百分比测定使用Genuis-220身体成分分析仪(韩国杰文公司),测量人体水分、蛋白质、肌肉、脂肪的测量值及体脂百分比等多项指标。根据不同受试者的各项测试指标水平得出个性化的分析评定报告。
1.2.3 其他代谢指标的检测在受试儿童空腹12~14 h后,于清晨采肘静脉血3 ml,使用RA-1000型全自动生化分析仪(美国泰尔康公司)进行血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和空腹血糖(FPG)的测定。TC、TG采用酶法,HDL-C和LDL-C采用清除法,FPG采用葡萄糖氧化酶法。
1.2.4 INSIG2基因rs7566605多态性的基因型分析采用常规酚氯仿法从血凝块中提取DNA后,用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析(PCR-RFLP)方法,根据基因组序列,自行设计PCR引物并选择适合的限制性内切酶对rs7566606多态性进行基因型分析。PCR引物由北京奥科生物技术公司合成。正向引物:5′-TGGGTACTAACTGGCTCAAGG-3′; 反向引物:5′-AAACTGAAGGAAGAGTCAGAAATG-3′。扩增片段长度为300 bp。PCR反应体系为25 μl,其中DNA模板50 ng,正、反向引物各0.25 μmol/L,氯化镁1.5 mol/L,脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)200 μmol/L,TaDNA聚合酶IU。PCR反应条件为:94 ℃预变性5 min; 接着进行94 ℃变性30 s,58 ℃退火45 s,72 ℃延伸30 s共35个循环; 最后72 ℃延伸5 min。酶切反应体系20 μl,10 μl PCR产物用IU的BccI酶于37 ℃酶切2 h,酶切产物用溴乙啶(EB)染色的2.5%琼脂糖凝胶电泳进行基因型鉴定。
1.3 统计分析采用SPSS软件进行Hardy-Weinberg平衡检验、χ2检验、t检验、方差分析、秩和检验(方差不齐时); 应用SAS软件进行多元线性回归分析。
2 结果 2.1 研究对象的基本特征、身体测量和其他代谢指标水平正常、超重和肥胖组的平均年龄分别为11.80,11.80和10.73岁,肥胖组低于正常和超重组,差异有统计学意义(P < 0.001);正常组男性比例(42.98%)低于超重组(62.46%)和肥胖组(67.08%),差异有统计学意义(P < 0.001)。BMI、腰围(WC)、腰臀比(WHR)、腰围身高比(WtHR)、皮褶厚度、体脂百分比(TBF)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)指标均为肥胖组>超重组>正常组,差异有统计学意义(均P < 0.001)。超重组TC低于肥胖组,差异有统计学意义(P=0.036);HDL-C为肥胖组 < 超重组 < 正常组,差异有统计学意义(P < 0.001)。正常组FPG低于超重和肥胖组,差异有统计学意义(P < 0.001),超重和肥胖组间差异无统计学意义。
2.2 rs7566605多态性的变异情况通过PCR-RFLP分析,可以清晰鉴定INSIG2基因的rs7566605多态性的3种基因型产物,电泳条带分别为野生纯合型(GG)(152,105,43 bp)、突变杂合型(GC)(195,152,105,43 bp)及突变纯合型(CC)(195,105 bp)。在1 103名研究对象中,449名(40.71%)为野生纯合型GG,501名(45.42%)为突变杂合型GC,153名(13.87%)为突变纯合型CC; 等位基因突变率(G>C)在正常、超重、肥胖组分别为37.06%,36.92%,35.56%。
2.3 Hardy-Weinberg平衡检验对不同体重人群rs7566605多态性进行Hardy-Weinberg平衡检验,均P > 0.05,符合Hardy-Weinberg平衡定律。
2.4 不同体重人群rs7566605多态性的基因型构成和等位基因频率比较(表 1)| 表 1 不同体脂百分比研究对象基因型及等位基因频率比较 |
分别用加性(GG与GC与CC)、显性(GG与/CC)和隐性模型(GG/GC与CC)进行检验,发现隐性模型较适合检验该多态性与肥胖的关系。在隐性模型下,正常、超重、肥胖组的CC基因型频率分别为14.69%,14.15%,12.42%,差异无统计学意义; 3组等位基因频率差异亦无统计学意义; 以性别分层分析,结果基本一致(均P > 0.05)。采用Williams等〔8〕提出的标准:男生体脂百分比≥25%、女生体脂百分比≥30%为肥胖,将研究对象分为肥胖组和正常组。在隐性模型下比较2组的基因型构成和等位基因频率,差异无统计学意义(P > 0.05),但存在高体脂百分比组中CC基因型的比例高于正常组的趋势; 分性别分析这种趋势仍然存在。
2.5 INSIG2基因rs7566605多态性不同基因型人群肥胖与其他代谢指标水平rs7566605多态性CC基因型携带者与GG/GC基因型者相比,BMI、其他身体测量指标(WC、WHR、WtHR)、皮褶厚度、脂肪百分比、血脂(甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白)、血压、血糖等指标差异无统计学意义(P > 0.05)。考虑年龄、性别和BMI分组的影响,在隐性模型下对BMI与rs7566605多态性进行多元线性回归,未发现二者间存在相关性(调整后P > 0.05)。用多元线性回归分析该多态性与其他体成分指标(腰围、腰臀比、腰围身高比、皮褶厚度)、体脂百分比、代谢指标(血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白)、血压、空腹血糖的关系,也未发现任何指标与rs7566605间存在相关性(P > 0.05)。
将研究对象分成正常、超重、肥胖3组后分层分析,在隐性模型下考虑年龄、性别的影响后,对肥胖或代谢指标与rs7566605多态性进行多元线性回归,发现超重组的肱三头肌皮褶厚度、肩胛下皮褶厚度、髂前上棘皮褶厚度与rs7566605均相关(均P < 0.05),同时体脂百分比也与rs7566605多态性存在相关(P=0.017);肥胖组CC基因型携带者的皮褶厚度、体脂百分比也高于GG/GC基因型,但差异无统计学意义(P > 0.05);在肥胖组中TG与rs7566605有相关性,肥胖组CC基因型携带者的甘油三酯水平高于GG/GC基因型,平均高0.21 mmol/L,差异有统计学意义(P=0.020)(表 2)。
| 表 2 不同体重人群不同rs7566606多态性基因型的皮褶厚度、体脂百分比和TG水平(x±s) |
3 讨论
肥胖可能是一种多基因与环境相互作用导致的疾病,但是至今尚不确定哪些基因与人群常见肥胖的发生相关〔9〕。最近研究发现,INSIG2上游10 kb的rs7566605多态性与肥胖发生密切相关,CC基因型携带者比GG/GC基因型更易发生肥胖(OR=1.22,P < 0.008)。扩展到不同种族的8个人群,在其中5个人群中也发现这种联系,而在其他3个人群中未发现这种联系〔10〕。但随后几项研究没有证实该多态性与肥胖的相关性〔11-18〕。
本研究以BMI分组,正常、超重、肥胖组的CC基因型频率比较接近,提示该多态性与我国儿童青少年肥胖之间无相关性,与国外研究结果一致〔11-18〕。但是,以体脂百分比分组,虽然肥胖和正常组CC基因型频率差异无统计学意义,但肥胖组CC基因型频率有高于正常组的趋势,分别为15.95%和12.86%,提示该多态性与体脂百分比的关系可能比BMI更为密切。
将研究对象分成正常、超重、肥胖组后分层分析,在超重组中发现rs7566605多态性与肱三头肌、肩胛下角和髂前上棘皮褶厚度、体脂百分比均存在相关性(P < 0.05);肥胖组CC基因型携带者的皮褶厚度、体脂百分比也高于GG/GC基因型,但差异无统计学意义,可能是分层分析样本量小所致。因此,推测INSIG2基因rs7566605多态性对超重和肥胖儿童身体脂肪含量可能有一定影响。
功能研究发现,INSIG2基因产物影响脂质合成〔3〕,小鼠研究也证实肝脏INSIG2下调可增加肝脏脂质的合成〔4〕,所以,INSIG2可能通过增加血清中TG的水平以及其在脂肪组织中的储存而导致肥胖。但是至今人群研究未发现rs7566605多态性与TG有相关性〔16, 18〕。本研究发现,肥胖组中CC基因型携带者的TG水平比GG/GC基因型携带者高(P=0.020),可能是由于不同人数的环境和生活方式不同,导致INSIG2基因的作用存在遗传异质性。因此,INSIG2基因rs7566605多态性可能与我国肥胖儿童青少年的TG蓄积有关,其机制有待于进一步研究。
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2009, Vol. 25

, 马军1
