脂聯(lián)素受體1基因多態(tài)性與冠心病以及2型糖尿病的關(guān)系

孔祥赟 蒲連美 李紅 金澤寧

冠心病（coronary artery disease，CAD）是嚴(yán)重危害人類健康的常見(jiàn)病，致死率、致殘率（喪失勞動(dòng)能力）高，2型糖尿?。╰ype 2 diabetes，T2D）和CAD經(jīng)常并存，并在全球范圍內(nèi)造成巨大的公共衛(wèi)生和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。研究表明，基因和環(huán)境的相互作用在兩者的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。脂聯(lián)素（Adiponectin，APN）是由白色脂肪組織分泌的一種激素蛋白，具有改善胰島素抵抗、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗炎等作用。APN主要通過(guò)與其靶器官和組織上的相應(yīng)受體（脂聯(lián)素受體1）結(jié)合而發(fā)揮其病理生理作用。脂聯(lián)素受體1（Adiponectin receptor1，ADIPOR1）基因變異可能使其的表達(dá)活性減弱或數(shù)量減低，進(jìn)而減弱其分子保護(hù)作用。本文就ADIPOR1基因多態(tài)性與冠心病以及T2D遺傳易感性的關(guān)聯(lián)研究進(jìn)展作一概述。

1.型糖尿病與冠心病密切相關(guān)

糖尿病是以血液循環(huán)中葡萄糖升高為基本特征的臨床代謝綜合征，其主要特征為胰島素抵抗和（或）胰島素分泌不足，屬于終身性疾病，T2D是其主要類型。在糖尿病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，機(jī)體脂代謝以及凝血系統(tǒng)均會(huì)發(fā)生異常，致使內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，引發(fā)血管炎癥，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化以及血栓形成［1］。調(diào)查研究顯示，T2D患者中CAD發(fā)病率高達(dá)55%，其患病率是普通人群的2～4倍［2］，全世界近50%的T2D患者最終死于CAD［3-4］，一系列遺傳關(guān)聯(lián)研究和家族聚集性研究表明T2D合并CAD的易感性50%是遺傳因素導(dǎo)致的［5］，因此，從分子遺傳學(xué)角度尋找降低兩者發(fā)病率和死亡率的新干預(yù)靶點(diǎn)是當(dāng)今熱點(diǎn)問(wèn)題。

2.脂聯(lián)素在冠心病及2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的保護(hù)作用

脂聯(lián)素是由白色脂肪組織分泌的一種有益的蛋白質(zhì)，由244個(gè)氨基酸組成，分為羧基端的一段球形結(jié)構(gòu)域、膠原樣結(jié)構(gòu)域、小的非螺旋區(qū)和氨基端的一段分泌信號(hào)序列四個(gè)區(qū)域，其中球狀區(qū)脂聯(lián)素具有更為活躍而廣泛的生物學(xué)作用。脂聯(lián)素主要以三種形式存在：三聚體（＜10%）、六聚體（＜l0%）和高分子質(zhì)量（HMW）多聚體（ ＞80%）［6］。 血漿中APN的濃度大約為5～30 mg/L，約占人血漿蛋白總量的0.01%［7］，其中女性血漿脂聯(lián)素水平比男性高 15%［8］。 其無(wú)晝夜分泌規(guī)律的變化，而且不受進(jìn)餐的影響。

脂聯(lián)素作為一種脂肪細(xì)胞因子，具有加速脂肪酸氧化、促進(jìn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)及降低肝糖輸出、對(duì)抗血管內(nèi)皮炎癥反應(yīng)、改善內(nèi)皮依賴性血管舒張功能、抗凋亡、胰島素增敏等作用［9］，并可以通過(guò)抑制單核細(xì)胞粘附到內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞增殖和泡沫細(xì)胞的形成，發(fā)揮其抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗心肌缺血的作用［10］。幾項(xiàng)橫斷面研究表明低血漿脂聯(lián)素水平與胰島素抵抗、T2D、冠狀動(dòng)脈的嚴(yán)重程度、斑塊的不穩(wěn)定性及不良心血管事件［11-12］有關(guān)。

脂聯(lián)素主要通過(guò)與其靶器官和組織上的相應(yīng)受體結(jié)合而發(fā)揮其病理生理作用，脂聯(lián)素受體在不同的組織中介導(dǎo)產(chǎn)生不同的功能［13］，因此編碼脂聯(lián)素受體的基因變異可能也具有相同的增加胰島素抵抗及冠心病的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的效應(yīng)，故應(yīng)進(jìn)一步研究脂聯(lián)素受體及其基因變異對(duì)冠心病和糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)的影響。

3.脂聯(lián)素受體基因多態(tài)性與冠心病及2型糖尿病易感性的關(guān)系

（1）ADIPOR分型 經(jīng)典的 ADIPOR分為 ADIPORl和ADIPOR2，2003年，Yamauchi等采用分子克隆技術(shù)確定了脂聯(lián)素存在兩種異構(gòu)體受體，將其稱為ADIPORl、ADIPOR2。ADIPORl，在小鼠的心、腎、腦、肺、肝、脾及睪丸、骨骼肌均有表達(dá)，其中在骨骼肌中表達(dá)量高；ADIPOR2在肝中表達(dá)量高，ADIPORl/2結(jié)構(gòu)上相似度較高，均包含了活化分子信號(hào)和7次跨膜結(jié)構(gòu)域，與G蛋白耦聯(lián)受體家族的結(jié)構(gòu)布局相反，序列上的同源性也較低，羧基端在細(xì)胞外部，氨基端在細(xì)胞內(nèi)部，ADIPORl/2不通過(guò)與G蛋白耦聯(lián)發(fā)揮作用，而是可能直接連接到下游腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、p38有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、過(guò)氧化物酶體增生物激活受體Q（PPAR-Q）等信號(hào)分子，傳遞脂聯(lián)素的信息，提高外周組織胰島素敏感性、增加脂肪酸的氧化及抑制糖異生等［14-15］。

2004年Hug等［16］發(fā)現(xiàn)T-cadherin是脂聯(lián)素的又一新受體，在心血管系統(tǒng)中表達(dá)最高，且T-cadhefin是脂聯(lián)素六聚體和高分子質(zhì)量多聚體的受體，經(jīng)典的鈣粘蛋白分子由細(xì)胞外鈣結(jié)合區(qū)及跨膜區(qū)兩部分組成，而T-cadherin缺失跨膜區(qū)而經(jīng)糖基磷脂酰肌醇（glycosyl phosphatidyr linositol，GPI）附著于細(xì)胞膜上。T-cadherin在球囊血管成形術(shù)后的再狹窄、動(dòng)脈粥樣硬化、異常遷移生長(zhǎng)及腫瘤血管生成中發(fā)揮正性調(diào)節(jié)作用，T.cadherin在內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí)其表達(dá)增加，在凋亡細(xì)胞內(nèi)表達(dá)易上調(diào)，刺激細(xì)胞發(fā)出信號(hào)以對(duì)抗氧化應(yīng)激導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。在這3種受體中，ADIPOR1是介導(dǎo)脂聯(lián)素生物學(xué)效應(yīng)的主要受體之一。

（2）ADIPOR1基因多態(tài)性與 CAD、T2D的關(guān)聯(lián)研究ADIPOR1基因全長(zhǎng)17.5kb，包括8個(gè)外顯子。由于遺傳背景以及生活環(huán)境的不同，基因變異對(duì)個(gè)體表達(dá)水平的影響也可能會(huì)有不同。2005年［17］，在德國(guó)高加索人群中研究顯示ADIPOR1基因兩個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)（SNPs）（啟動(dòng)子區(qū)域的-8503 G→A和內(nèi)含子區(qū)域的-1927T→C）與胰島素抵抗以及肝臟中脂肪量存在一定的相關(guān)性。ADIPOR1基因變異與胰島素抵抗相關(guān)，但不增加2型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)這一觀點(diǎn)同樣在芬蘭［18］和美國(guó)墨西哥人［19］中得到證實(shí)。2006年有研究發(fā)現(xiàn)ADIPOR2基因的3個(gè)單核苷酸位點(diǎn)的多態(tài)性略增加法國(guó)人2型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)［20］。一項(xiàng)多種族人群研究（糖尿病預(yù)防計(jì)劃）顯示ADIPOR1基因的2個(gè)SNPs位點(diǎn)（rs 1342387和 rs 12733285）可使 T2D發(fā)病率增加 18%［16］。Soccio等［21］的實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADIPOR1基因 3'側(cè)翼序列區(qū)的變異可能在調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化的形成中發(fā)揮重要作用，在2型糖尿病的人群中可能增加其患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)3倍。

2010 年，馬曉偉等［22］從 HapMap（phaselI）（http：//www.hapmap.org）的中國(guó)漢族人群數(shù)據(jù)庫(kù)中，選取ADIPOR1的10個(gè)單倍型標(biāo)記的SNPs（r2＜0.8，次要等位基因頻率MAF≥0.05），其中 rs7514296、rs2275737、rsl2045862、rsl6850797，rsl539355，rsl6850799，rs2275735，rsl342387 和 rs3737884 均位于內(nèi)含子，rs7 539 542位于外顯子。其研究發(fā)現(xiàn)，T2DM患者中ADIPOR1 rsl342387與CAD風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，其GG及AG基因型攜帶者發(fā)生CAD的風(fēng)險(xiǎn)是AA基因型攜帶者的2～3倍，SNP rsl2045862與CAD的風(fēng)險(xiǎn)有相關(guān)趨勢(shì)。兩個(gè)多態(tài)性合并分析發(fā)現(xiàn)，兩種風(fēng)險(xiǎn)基因型的組合GX/CC攜帶者發(fā)生CAD的風(fēng)險(xiǎn)約是非攜帶者的4倍，兩種保護(hù)性基因型組合AA/TX攜帶者發(fā)生CAD的風(fēng)險(xiǎn)較非攜帶者下降70%以上。2014年，金澤寧等［23］研究發(fā)現(xiàn)，ADIPOR1基因 rs3737884-G和rs16850797-C是與T2D和T2D合并CAD的易感性及臨床表型（如收縮壓、BMI等）相關(guān)的共同變異，且對(duì)上述疾病的易感性存在累積效應(yīng)。另 Li等［24］發(fā)現(xiàn) ADIPOR1的3個(gè)SNPs位點(diǎn)（rs7539542-G，rs 7514221-C和 rs 3737884-G）顯著增加了無(wú)糖尿病患者的冠心病患病風(fēng)險(xiǎn)。

（3）CAD、T2D患者中ADIPOR1基因的表達(dá)水平 綜上所述，多個(gè)研究證實(shí)了ADIPOR1基因變異與CAD、T2D發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，然而，ADIPOR1 mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平與冠心病、2型糖尿病的關(guān)系尚未完全確定。既往通過(guò)乳鼠心肌細(xì)胞在缺血/在灌注（H/R）模型下的研究發(fā)現(xiàn)，單純H/R組與正常對(duì)照組相比，ADIPOR1在mRNA和蛋白水平表達(dá)明顯下降，因此推測(cè)脂聯(lián)素對(duì)損傷后心肌的保護(hù)作用，可能主要通過(guò) ADIPOR1 發(fā)揮作用［25］。 Sopic等［26］研究表明CAD患者較正常人具有較高的血漿APN水平和較低的單核細(xì)胞表面ADIPOR1的mRNA水平。Karina等［27］通過(guò)比較研究頸動(dòng)脈斑塊中ADIPOR1 mRNA表達(dá)與不穩(wěn)定性斑塊的斑塊特征相關(guān)性（包括炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)）結(jié)果發(fā)現(xiàn)血漿中脂聯(lián)素水平與斑塊中ADIPOR1mRNA表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，而不穩(wěn)定性斑塊特征與ADIPOR1mRNA的表達(dá)水平無(wú)明確相關(guān)關(guān)系。然而Ignatios等［28］通過(guò)橫斷面研究單核細(xì)胞表面ADIPOR1的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平、脂聯(lián)素水平與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化程度的程度的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冠心病多支病變較單支血管病變者有較高的ADIPOR1 mRNA表達(dá)水平，這與以往關(guān)聯(lián)研究的結(jié)果不一致，推測(cè)ADIPOR1 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平的增加可能用來(lái)對(duì)抗冠心病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中過(guò)度的炎癥反應(yīng)和動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展，這或許可以提供一個(gè)潛在的藥物治療靶點(diǎn)，即我們可以通過(guò)激活脂聯(lián)素受體來(lái)發(fā)揮其有益作用，從而阻止冠心病患者動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。

此外，Patel等［29］研究發(fā)現(xiàn)，ADIPOR1過(guò)表達(dá)可增加靶細(xì)胞的糖攝取和糖原合成進(jìn)而改善IR。低水平的脂聯(lián)素和ADIPOR1表達(dá)水平與T2D的高發(fā)病率有關(guān)［30］。然而，近來(lái)有研究表明T2D患者單個(gè)核細(xì)胞表面ADIPOR1mRNA的表達(dá)增加［31］。盡管越來(lái)越多的與冠心病、T2D易感性相關(guān)的ADIPOR1基因多態(tài)性位點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)，但目前發(fā)現(xiàn)的這些多態(tài)性位點(diǎn)多位于基因內(nèi)含子區(qū)域或者非翻譯區(qū)，ADIPOR1基因功能區(qū)變異與冠心病、糖尿病易感性的關(guān)系以及ADIPOR1基因在冠心病、T2D患者的表達(dá)水平高低尚待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

4.結(jié)語(yǔ)

脂聯(lián)素及其受體參與糖脂代謝，具有改善胰島素抵抗、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗炎、抗凋亡等作用。而脂聯(lián)素受體基因多態(tài)性變異可能減弱其分子保護(hù)作用，增加冠心病、糖尿病等代謝相關(guān)性疾病的易感性。隨著基因組學(xué)研究的不斷進(jìn)展，有望通過(guò)基礎(chǔ)結(jié)合臨床的前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)更多與冠心病、糖尿病發(fā)病有關(guān)的疾病候選基因作為遺傳標(biāo)記，為早發(fā)高危冠心病人群的篩選、個(gè)體化臨床決策的選擇及疾病預(yù)后的評(píng)估、新的藥物治療靶點(diǎn)的研究提供參考。