FTOrs9939609突變基岡型TA/AA對(duì)超重與肥胖男性大學(xué)生身體成分和胰島素抵抗的影響

李效凱++李世昌++黃濤

摘要：目的：探討FTOrs9939609突變基因型TA/AA對(duì)超重與肥胖大學(xué)生的形態(tài)和糖代謝相關(guān)指標(biāo)的影響。方法：為150名自愿參與的上海某高校大一學(xué)生測(cè)量其形態(tài)以及體脂等指標(biāo)，分析血糖和胰島素水平，估算胰島素抵抗水平。結(jié)果：超重與肥胖大學(xué)生rs9939609多態(tài)性等位基因頻率與一般人群基本一致，F(xiàn)TOrs9939609TA/AA基因型對(duì)超重與肥胖青少年的形態(tài)與身體成分具有影響，F(xiàn)TOrs9939609位點(diǎn)的A等位基因更易于發(fā)生胰島素抵抗。

關(guān)鍵詞：FTOSNPsrs9939609；TA/AA基因型；胰島素抵抗；超重與肥胖；男大學(xué)生；身體形態(tài)

中圖分類(lèi)號(hào)：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-2808（2015）06-0020-04

FTO基因是唯一被廣泛驗(yàn)證的肥胖相關(guān)基因，它與人體的體脂、BMI、腰圍、臀圍以及血清瘦素水平等關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)。人類(lèi)和動(dòng)物研究均證實(shí)，完整的FTO基因功能對(duì)正常生理機(jī)能十分重要。2007年，F(xiàn)rayling與Scuteri A等證明了在FTO基因第1內(nèi)含子區(qū)域的SNPs rs9939609與BMI存在顯著相關(guān)。Frayling等人報(bào)道在英國(guó)FTO基因突變與兒童和成人肥胖有高度相關(guān)性，GWAS對(duì)38759名受試者的研究發(fā)現(xiàn)，位于FTO基因rs9939609位點(diǎn)單核苷酸發(fā)生的突變（該位點(diǎn)為單核苷酸T→A的突變）與T2MD高度相關(guān)。因此，探討FTOrs9939609突變基因型TA/AA對(duì)超重與肥胖大學(xué)生的形態(tài)、機(jī)能和糖代謝相關(guān)指標(biāo)的影響具有十分重要的臨床意義。本文通過(guò)對(duì)大樣本進(jìn)行隨機(jī)抽樣150名超重與肥胖大學(xué)進(jìn)行評(píng)估，以揭示基因突變對(duì)表型的影響，為該年齡段超重與肥胖青少年控制體重提供理論根據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選取上海某高校大一學(xué)生2850名，男性，漢族，年齡18-19歲。清晨空腹，進(jìn)行兩次測(cè)量身高、體重，通過(guò)體質(zhì)量指數(shù)（BMI）=體質(zhì)量/身高2（kg/㎡）公式計(jì)算出BMI。在2850名中，符合BMI≥24kg/㎡有556名，經(jīng)自愿報(bào)名最后實(shí)際納入實(shí)驗(yàn)人數(shù)150名，所有參與者無(wú)內(nèi)分泌以及臨床相關(guān)疾病史。

1.2 測(cè)試內(nèi)容與方法

1.2.1 形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測(cè)量參照國(guó)民體質(zhì)測(cè)量要求進(jìn)行。身高、體重為儀器為SK-CK超聲波體檢機(jī)。圍度包括腰圍（WC）、臀圍（HC）、胸圍（BC）、大腿圍（UPLC）4個(gè)部位，用皮尺測(cè)量。皮褶厚度：皮膚及皮下脂肪厚度的測(cè)量值之和，應(yīng)用皮褶卡鉗測(cè)量，取四個(gè)部位。（1）肱三頭肌部旁：于尺骨鷹嘴與肩峰連線(xiàn)中點(diǎn)處，與上肢縱軸平行捏起皮褶；（2）肩胛部位：于肩胛下角lcm處，與脊柱夾角45°角；（3）腹部：鎖骨中線(xiàn)與臍線(xiàn)平面交界處，與人體縱軸平行提捏皮褶。（4）大腿內(nèi)側(cè)：腹股溝斜線(xiàn)中點(diǎn)與同側(cè)髕骨中點(diǎn)連線(xiàn)的中點(diǎn)處，皮褶方向與下肢縱軸平行。同時(shí)，收集被試的醫(yī)學(xué)出生證明書(shū)，了解出生時(shí)體重和身長(zhǎng)。內(nèi)臟脂肪指數(shù)（VFI）由歐姆龍V-Body測(cè)得。

1.2.2 血樣采集及處理 禁食10-12h，空腹抽取肘部肘正中靜脈或者貴要靜脈血，4ml置于不含抗凝劑的真空管空腹血糖、胰島素，2ml置EDTA-K2抗凝管，-80℃保存，用于FTO基因檢測(cè)。

1.2.3 FTO基因SNPrs9939609以及定點(diǎn)突變檢測(cè) 通過(guò)全血提取白細(xì)胞，利用QIAamp DNA Minikit（Qiagen，Hilden，Germany）試劑盒提取DNA。上游引物序列為rs9939609-F：CTGGCTCTT-GAATGAAATAGGA；下游引物序列為rs9939609-R：CAGCTATTTGCATTTCAGTTTG。該引物通過(guò)在線(xiàn)軟件Primer3設(shè)計(jì)。PCR反應(yīng)體系：10×擴(kuò)增緩沖液（lOul）；4種dNTP混合物（各200umol/L）；引物（各10-lOOpmol）；模板DNA（0.1-2ug）；TaqDNA聚合酶（2.5u）；Mg2+（1.5mmol/L）；加雙或三蒸水至lOOul。PCR產(chǎn)物經(jīng)蝦堿酶SAP（Pro-mega，Madison，USA）和外切酶I（Epicentre，Madi-son，WI，USA）純化后用BigDye3.1試劑盒（Ap-plied Biosystems，F(xiàn)oster City，CA，USA）測(cè)序，測(cè)序儀為ABI3130XL，用Polyphred軟件分析，結(jié)合人工校，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體實(shí)驗(yàn)操作步驟參照公開(kāi)發(fā)表文獻(xiàn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

描述性統(tǒng)計(jì)分別運(yùn)用方差分析（連續(xù)性變量）和卡方檢驗(yàn)（分類(lèi)變量）。干預(yù)前基因型基礎(chǔ)指標(biāo)比較，用T檢驗(yàn)分析。統(tǒng)計(jì)分析由9.3版SAS軟件（SAS Institute Inc.，Caiy，N.C，USA）分析完成，顯著性差異設(shè)定為P<0.05，非常顯著設(shè)定為P<0.001。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 FTO rs9939609位點(diǎn)分型

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，150個(gè)被試的FTOrs9939609位點(diǎn)全部被成功分型，重復(fù)檢測(cè)100%得到驗(yàn)證；rs9939609位點(diǎn)有TT、TA與AA三個(gè)基因型，A等位基因?yàn)門(mén)→A突變。從遺傳學(xué)基礎(chǔ)研究可知FTO基因TA和AA基因型是肥胖及其相關(guān)疾病風(fēng)險(xiǎn)易感基因型（TT：正常純合子基因型，TA：突變雜合子，AA：突變純合子）。分析結(jié)果顯示，150人中117人為正常純合子TT，32人突變雜合子TA，1人為突變純合子AA，T等位基因頻率為88.67%，A等位基因頻率為11.33%，此結(jié)果與人類(lèi)基因庫(kù)中中國(guó)人種比率一致（如表1）。

2.2 FTOrs9939609TT基因型與TA/AA基因型肥胖及其體脂相關(guān)指標(biāo)的比較

根據(jù)（表1）結(jié)果可知：AA純合子在本人樣本中人數(shù)較少，因此在以下各個(gè)分類(lèi)研究中，將TA與AA兩個(gè)基因型合并，視為突變基因組。分為T(mén)T組（117人），TA/AA組（33人）。結(jié)果顯示（見(jiàn)表2），與TT比較：TA/AA組的體重、BMI、VFI非常顯著高于TT組（P<0.001），BMI平均高出2kg/㎡，VFI平均約高出3個(gè)指數(shù)點(diǎn)，TA/AA組的BC、WC、HC、UPLC顯著高于TT組（P<0.05）。腰圍平均高出4.25cm。

2.3 rs9939609TT基因型與TA/AA基因型的血糖及胰島素抵抗的比較

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（見(jiàn)表3），與TT組比較：TA/AA組的FPG、FINS、HOMA-IR顯著高于TT組（P<0.05）。

3 討論

3.1 不同rs9939609基因型對(duì)肥胖及其體脂相關(guān)指標(biāo)的影響

FTO SNPs在許多血統(tǒng)中都與肥胖相關(guān)性狀相關(guān)。研究表明FTO rs9939609是最常見(jiàn)、被解釋最多的變異的位點(diǎn)，對(duì)肥胖影響作用最大。本研究結(jié)果也同樣呈現(xiàn)rs9939609SNP對(duì)肥胖性狀的影響，表現(xiàn)為突變TA/AA組的體重、BMI非常顯著高于TT組，這與復(fù)旦大學(xué)兒科醫(yī)院曹凌峰課題組研究結(jié)果一致，rs9939609TA/AA基因型兒童青少年的BMI顯著高于TT基因型（P=0.0003）。另外，本研究結(jié)果還顯示TA/AA基因型攜帶者BMI比TT基因型攜帶者平均高出2kg/㎡，這與一項(xiàng)Meta關(guān)于亞洲血統(tǒng)的96，551例普通人群的調(diào)查資料結(jié)果基本一致，該調(diào)查結(jié)果顯示每個(gè)額外最小等位基因可以增加患肥胖風(fēng)險(xiǎn)1.25倍，同時(shí)可使BMI增加0.26kg/㎡。

rs9939609SNP對(duì)體脂分布存在影響。楊銳睿博士研究顯示中學(xué)生FTO基因rs9939609TA/AA基因型比TT基因型體脂百分比顯著性增高。本研究結(jié)果TA/AA攜帶者的BC、WC、HC、UPLC顯著高于TT基因型攜帶者，并且TA/AA攜帶者的VFI非常顯著高于TT基因型攜帶者，但是，體脂分比、出生體重、出生身高、所有皮褶厚度的未見(jiàn)顯著性影響，表明rs9939609SNPs對(duì)內(nèi)臟脂肪以及身體圍度產(chǎn)生了影響。可能是由于FTO蛋白調(diào)控修飾的結(jié)果。FTO蛋白可調(diào)控食欲，可調(diào)控mRNA的翻譯以及身體生長(zhǎng)。FTO蛋白與大腸桿菌AlkB酶有高度的同源性，可發(fā)揮去甲基化酶功能，該蛋白可能作為轉(zhuǎn)錄輔助因子參與脂肪細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)育的調(diào)控。同時(shí)，F(xiàn)TO風(fēng)險(xiǎn)等位基因能影響胃饑餓素mRNA的甲基化，這可能影響循環(huán)中蛋白水平，胃饑餓素是一種由胃部產(chǎn)生的有力促進(jìn)食欲的信號(hào)蛋白。胃饑餓素信號(hào)的變化可能是FTO與BMI增加相關(guān)性的效應(yīng)物。FTO基因rs9939609多態(tài)性主要影響進(jìn)食后的飽足感，往往食欲更旺盛，更易發(fā)生進(jìn)食失控，且偏愛(ài)高熱量食物，因而導(dǎo)致肥胖或超重，從而引起內(nèi)臟脂肪含量增加。

本研究rs9939609多態(tài)性（rs9939609SNP）對(duì)出生體重的影響與Jess T，Horikoshi M以及Kilpel-ainen T O等研究一致，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)FTOSNPs影響出生體重。報(bào)道顯示從兒童時(shí)期，F(xiàn)TO對(duì)身體組成和肥胖的影響才開(kāi)始，并持續(xù)到成年時(shí)期，然而在出生時(shí)，F(xiàn)TO基因的變異和體重和龐代恩指數(shù)不相關(guān)，其作用還沒(méi)有出現(xiàn)，到2.5周歲開(kāi)始，F(xiàn)TO基因的變異開(kāi)始和體重、龐代恩指數(shù)相關(guān)，但是這種相關(guān)性會(huì)隨著年齡逐漸減弱。

3.2 不同rs9939609基因型對(duì)血糖及胰島素抵抗的影響

FTO突變是肥胖癥及2型糖尿病的主要誘因。本研究結(jié)果顯示，與TT組比較，TA/AA組的血漿FBG和FINs水平以及HOMA-IR顯著高于TT組（P<0.05）。表明FTO基因突變影響了糖代謝的進(jìn)行。這與以往臨床研究基本一致。FTO基因能編碼一種將mRNA中的mA6逆轉(zhuǎn)到常規(guī)腺苷的酶引起N6-甲基腺苷水平低下。FTO基因高表達(dá)于下丘腦，因此，影響調(diào)節(jié)能量代謝和食欲，導(dǎo)致肥胖代謝異常。Tschritter O等FTO基因變異在中樞可引起大腦皮質(zhì)的胰島素敏感性下降，表明中樞也出現(xiàn)胰島素抵抗。而在人和動(dòng)物研究中還發(fā)現(xiàn)FTO蛋白在骨骼肌高表達(dá)，其變異后骨骼肌中的磷酸肌酸（CK）和無(wú)機(jī)鹽含量容易恢復(fù)，骨骼肌細(xì)胞線(xiàn)粒體氧化磷酸化水平較高，并且肝臟胰島素抵抗增高，F(xiàn)PG較高。Susanne等發(fā)現(xiàn)rs9939609SNP與胰島素抵抗有關(guān)，每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等位基因可使FPG升高3.25mμ/L，表明FTOrs9939609可能通過(guò)中樞和外周機(jī)制影響超重與肥胖者的糖代謝調(diào)節(jié)。

因此，通過(guò)分析可知，F(xiàn)TOrs9939609突變TA/AA基因型對(duì)血糖及胰島素抵抗產(chǎn)生作用，是糖尿病等代謝性疾病的易感基因型。

4 結(jié)論

（1）FTOrs9939609 TA/AA基因型被試的BMI、VFI、BC、WC、HC和UPLC顯著高于TT基因型被試，表明FTOrs9939609TA/AA基因型對(duì)超重與肥胖青少年的形態(tài)與身體成分具有影響。

（2）FTOrs9939609 TA/AA基因型被試的血漿FPG、FINS水平以及HOMA-IR顯著高于TT基因型被試，表明FTOrs9939609位點(diǎn)的A等位基因更易于發(fā)生胰島素抵抗。