中国公共卫生  2009, Vol. 25 Issue (5): 537-540   PDF    
青少年肥胖及代谢异常与INSIG2基因多态性
张衡1,2, 王海俊3, 马军1, 张世伟1, 王莹1     
1. 北京大学儿童青少年卫生研究所, 北京 100191;
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
摘要: 目的 研究胰岛素诱导基因2(INSIG2) rs7566605多态性与我国儿童青少年肥胖和代谢异常的相关性。 方法 在北京市海淀区选择1 103名7~18岁儿童青少年进行身体和代谢指标测量, 并进行rs7566605多态性的基因型鉴定。 结果 1 103名儿童青少年rs7566605的突变率(G > C)为35.56%~37.06%, 与欧美人群接近。体重正常、超重和肥胖组基因型及等位基因频率差异无统计学意义(P > 0.05)。分层分析发现, 超重组CC基因型携带者的皮褶厚度和体脂百分比高于GG/GC基因型者(P < 0.05);肥胖组CC基因型携带者的甘油三酯(TG)平均比GG/GC基因型者高0.21 mmol/L (P=0.014)。 结论 ISNIG2基因rs7566605多态性与我国儿童超重或肥胖的发生无相关性, 但是该多态性对超重和肥胖儿童青少年体脂含量及TG蓄积可能有一定影响。
关键词儿童     青少年     肥胖     代谢异常     胰岛素诱导基因2(INSIG2)    
Relation between INSIG2 gene polymorphism and obesity, metabolic abnormailities in children and adolescents
ZHANG Heng, WANG Hai-jun, MA Jun, et al     
Insitute of Child and Adolescent Health, Peking University, Beijing 100191, China
Abstract: Objective To test the association of insulin induced gene 2(INSIG2) rs7566605 polym prphism with obesity and the metabolic abnormalities in children and adolescents in China. Methods Orerall 1 103 students aged 7 to 182 year-old were sellected in Haidian district, Beijing.The body and metabolic indexes were measured and the rs7566605 polymorohism was genotyped. Results The mutation rate of rs7566605(G>C) in the children and adolescents was 35.56% to 37.06%, similar to those of European and the United States population.The differences of genotype and allele frequencies in normal weight, overweight and obese group were not significant (P > 0.05).Stratified analyses showed that the CC genotype carriers in overweight group had higher skinfold thickness and body fat percentage than that of GG/GC geno type (P < 0.05).Average level of triglyce ride (TG) of CCgenotype carriers was 0.21mmol/L and higher than that of GG/GC genotype in obese group (P=0.014). Conclusion There was no association between INSIG2 gene rs7566605 polym orghism and childhood overweight or obesity in China.But the polymorphism may have some influence on TG accumulation and body fat content in overweight or obese children and adolescents in China.
Key words: children     adolescent     obesity     metabolic abnormality     INSIG2 gene    

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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