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编号:10238795
中国人2型糖尿病微血管并发症与AGE受体基因Gly82Ser多态性相关研究
http://www.100md.com 中国糖尿病杂志 2000年第3期第8卷 论著
     上海市第六人民医院内分泌代谢科 邮政编码200233 刘丽梅 项坤三

    关键词:糖尿病微血管并发症;基因;多态性

    摘要:

    中国糖尿病杂志000302 摘要 目的 探讨AGE受体(RAGE)基因Gly82Ser多态性与中国人2型糖尿病微血管并发症间的关系。方法 使用限制性内切酶 AluI(AG↑CT)的PCR-RFLP法,检测104例非糖尿病对照者和156例2型糖尿病伴或不伴肾病、视网膜病变者的RAGE基因Gly82Ser的多态基因型。结果 中国人RAGE基因Gly82Ser多态基因型以GG型、等位基因以G型为最多见,但频率分布与白种人相比有显著性差异。非DM对照组与2型糖尿病伴或不伴有肾病的4个亚组间、与伴或不伴有视网膜病变的2个亚组间,RAGE基因的Gly82Ser多态的基因型(GG、GS、SS)频率或等位基因(G、S)频率皆无显著性差异(Fisher's确切P值>0.05)。结论 RAGE基因的Gly82Ser多态引起的RAGE功能性氨基酸突变与2型糖尿病微血管并发症的发生及进展无显著性相关。
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    A study for RAGE Gly82Ser polymorphism in Chinese type 2 diabetic microangiopathy

    Liu Limei,Xiang Kunsan

    (Department of Endocrinology and Metabolism,Diabetes Research Laboratory,Medical Genetics Research Laboratory,Shanghai Sixth People Hospital,Shanghai 200233)

    Abstract Objective To investigate the association between a new identified Gly82Ser polymorphism of RAGE gene and diabetic microangiopathy,a case-control study of 260 Chinese subjects (including 156 type 2 diabetics with or without nephropathy or retinopathy and 104 non-diabetic control) was performed.Methods Genotype frequencies of Gly82Ser polymorphism were studied by PCR-RFLP analysis with AluI digestion.Results The most frequent genotype and allele of Gly82Ser polymorphism of RAGE gene in Chinese were genotype GG and allele G.Their frequency distribution showed significant difference between Chinese and Caucasian.There was no difference in genotype frequencies or allele frequencies between type 2 diabetic patients (DN-0) and the control subjects.Genotype and allele frequencies did not differ in type 2 diabetic subjects with nephropathy or without nephropathy.Moreover,there were no associations between diabetic patients with or without retinopathy in genotype and allele frequencies as well (two-tailed Fisher's exact P>0.05).Conclusion Our results showed that Gly82Ser polymorphism in RAGE gene was not associated with diabetic microangiopathy,which suggests that these genetic variants may not be involved in the mechanism of diabetic microangiopathy in Chinese type 2 diabetics.
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    Key words Diabetic microangiopathy Gene Polymorphism

    糖尿病(DM)肾病和视网膜病变是DM的主要慢性微血管并发症。持续的代谢控制不良是DM患者发生微血管并发症的重要危险因素[1]。高血糖状态下,蛋白质的非酶性糖化,导致终末糖化产物(AGEs)的形成,可能是DM微血管并发症的主要机制之一[2]。AGE可引起多种有害的生物学效应,包括酶活性减少、蛋白质交叉连接或降解、细胞毒途径的激活及核酸的损伤等[3]。AGE抑制剂氨基胍(AG)投予DM大鼠,虽然不改变血糖水平,但是具有防止胶原AGE化,并改善DM视网膜病变、肾病和神经病变的病理与机能的作用[4~6]。这些事实强烈支持DM微血管并发症与AGE的关系。

    AGE的效应部分是通过其细胞受体——RAGE的介导而实现[7]。因此,有可能因RAGE基因的序列变异通过改变AGE-RAGE的相互作用而影响并发症的出现。Hudson等[8]新近报道了编码RAGE基因外显子Exon3的密码子82的功能性氨基酸的变异(Gly→Ser),产生AluI酶切位点(AG↑CT),形成Gly82Ser多态。Hudson等仅研究了Gly82Ser多态与DM大血管并发症的关系,而未见相关。关于RAGE基因的Gly82Ser多态是否与DM慢性微血管合并症的发病机制有关,迄今为止国内外均未见报道。本项研究就该基因多态与中国人2型糖尿病肾病、视网膜病变的相关性进行探讨,现报告如下。
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    对象与方法

    一、对象

    260例无血缘关系的上海地区中国汉族人,选自上海市第六人民医院内分泌科的中国人DNA标本库。其中2型DM患者156例,皆来自本科住院患者,并在本科门诊长期随访。非糖尿病对照组104例,为本院职工和居民。

    1.2型DM伴及不伴肾病者:根据24小时尿白蛋白排泄率(AER)、血浆肌酐(Cr)测定分为4组。DN-0组(65例):AER<20μg/min;DN-1组(50例):20200μg/min;DN-3组(20例):Cr≥110μmol/L。2型糖尿病伴及不伴视网膜病变者,根据专职眼科医生对2型糖尿病患者进行彩色眼底拍片确定,分为二组。DR-0组:无眼底病变组;DR+组:眼底有微血管瘤、渗出、新生血管出现等病变组。

    2.根据2型糖尿病同时伴及不伴肾病、视网膜病变而进一步分为4组,即:DN-0/DR-0组(42例),DN-0/DR+组(23例),DN+/DR-0组(58例),DN+/DR+组(33例),其临床情况见表2。
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    二、方法

    1.DNA提取:取周围静脉血6~10ml,蛋白酶K处理后用苯酚氯仿法提取基因组DNA。

    2.RAGE基因Gly82Ser多态和PCR-RFLP测定:PCR反应:引物位于RAGE基因的外显子3内,序列为:5’-CACTGTTTAGGCCCTGCTTC-3’和5’GGAATTCTTACGGTAGACACGG-3’[8]。反应体系:总体积30μl,500ng DNA模板,100μmol/L引物,2mmol/L dNTP,25mmol/L MgCl2,4U/μl Taq酶(Sangon公司)。用PCR扩增仪(美国Perkin-Elmers-Cetus 9 600)进行反应。初期变性94℃ 5分钟,继之30个周期。每个周期中变性94℃ 1分钟,退火67℃ 1分钟,延伸72℃ 1分钟。RFLP检测:PCR产物10μl,加入10U AluI限制性内切酶(MBI公司)1μl,及10×酶解反应缓冲液2μl,加去离子水7μl,总反应体积20μl,于37℃温育16小时。取酶解产物20μl进行12%聚丙烯酰胺凝胶电泳,溴化乙锭染色,于紫外灯下观察结果、摄片。
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    3.统计分析:从凝胶照片上直接判读个体基因型。计算样本RAGE基因Gly82Ser多态的基因型(GG、GS、SS)频率,确认其符合Hardy-Weinberg平衡,同时计算等位基因(G、S)频率。组间频率比较用Fisher's双侧确切P检验,两组间临床特征比较使用不配对student's t检验。

    结 果

    一、中国人RAGE基因exon3的Gly82Ser多态性特点及与白种人的比较(表1)

    运用PCR-RFLP法检测出本组中国人样本中RAGE基因exon3的Gly82Ser多态的两种等位基因G、S。2型DM及非DM对照组中都见到三种基因型,即GG、GS、SS(附图),其中以GG型为最多见。基因型频率分布符合Hardy-Weinberg平衡,等位基因则以G为主。与白种人资料[8]比较,虽然白种人也以基因型GG、等位基因G为主,但中国人与白种人间基因型(GG、GS、SS)频率、等位基因(G、S)频率分布有显著性差异。
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    附图 RAGE基因exon3的PCR-RFLP基因型电泳

    表1 中国人与白种人RAGE基因Gly82Ser多态等位基因频率比较

    例数

    染色体数

    等位基因

    基因型

    G

    S

    GG

    GS

    SS

    中国人
, 百拇医药
    104

    208

    0.769(160)

    0.231(48)

    0.567( 59)

    0.404(42)

    0.029(3)

    白种人

    196

    392

    0.920(361)

    0.080(31)
, 百拇医药
    0.870(170)

    0.120(24)

    0.010(2)

    表内基因数据以等位基因频率(染色体数)、基因型频率(个体数)表示;中国人与白种人RAGE基因Gly82Ser多态等位基因(G、S)

    频率及基因型(GG、GS、SS)频率相比,Fisher's双侧确切P<0.001表2 非DM与2型DM伴及不伴肾病、视网膜病变者临床特点和RAGE基因Gly82Ser多态等位基因

    及基因型频率分布情况(±s) 项目

    非DM组

, 百拇医药     DN-0/DR-0

    DN-0/DR+

    DN+/DR-0

    DN+/DR+

    例数

    104

    65

    50

    21

    20

    男/女

    71/33(104)

    24/18(42)
, http://www.100md.com
    9/14(23)

    37/21(58)

    18/15(33)

    年龄(岁)

    52.8±9.4

    58.5±11.8

    63.3±9.3

    57.8±11.5

    59.8±12.1

    BMI(kg/m2)

    22.6±2.2

    23.5± 3.3
, 百拇医药
    23.5±3.3

    22.7± 3.1

    22.0± 3.3

    病程(年)

    0

    4.1± 4.8

    10.6±8.2△△

    4.4± 6.5**

    8.3± 7.5

    染色体等位基因

    208
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    130

    100

    42

    40

    G

    0.769(160)

    0.823(107)

    0.810(81)

    0.738(31)

    0.775(31)

    S

    0.231( 48)

, 百拇医药     0.177( 23)

    0.190(19)

    0.262(11)

    0.225( 9)

    基因型

    GG

    0.567( 59)

    0.662( 43)

    0.620(31)

    0.524(11)

    0.550(11)

    GS
, 百拇医药
    0.404( 42)

    0.323( 21)

    0.380(19)

    0.429( 9)

    0.450( 9)

    SS

    0.029( 3)

    0.015( 1)

    0(0)

    0.047( 1)

    0(0)

    与DN+/DR+组相比 *P<0.05,**P<0.01;与DN+/DR0组相比△P<0.05,△△ P<0.01;
, 百拇医药
    基因数据以等位基因频率(染色体数)、基因型频率(个体数)表示表3 非DM与2型DM伴及不伴肾病各亚组间RAGE基因Gly82Ser多态等位基因、基因型分布情况 项目

    非DM组

    DN-0

    DN-1

    DN-2

    DN-3

    例数

    104

    65

    50

    21
, 百拇医药
    20

    染色体等位基因

    208

    130

    100

    42

    40

    G

    0.769(16)

    0.823(107)

    0.81(81)

    0.738(31)

    0.775(31)
, 百拇医药
    S

    0.231(48)

    0.177( 23)

    0.19(19)

    0.262(11)

    0.225( 9)

    基因型

    GG

    0.567(59)

    0.662( 43)

    0.62(31)

    0.524(11)
, http://www.100md.com
    0.550(11)

    GS

    0.404(42)

    0.323( 21)

    0.38(19)

    0.429( 9)

    0.450( 9)

    SS

    0.029( 3)

    0.015( 1)

    0(0)

    0.047( 1)
, 百拇医药
    0(0)

    表内基因数据以等位基因频率(染色体数)、基因型频率(个体数)表示

    二、非DM及2型DM同时伴或不伴有肾病、视网膜病变者RAGE基因Gly82Ser多态频率分布

    如表2所示,以上各亚组间RAGE基因Gly82Ser多态基因型(GG、GS、SS)频率或等位基因(G、S)频率,经Fisher's双侧确切P检验显示无显著性差异。

    三、在非DM对照组与2型DM不伴有肾病组(DN-0)及伴有肾病患者亚组间(DN-1,DN-2,DN-3)基因频率分布

    如表3所示,各组间基因型(GG、GS、SS)频率或等位基因(G、S)频率皆无显著性差异(P值>0.05)。

    讨 论
, 百拇医药
    在DM微血管并发症的成因学说中,蛋白质的非酶糖化反应学说受到注目。Maillard反应初级生成物之一糖化血红蛋白(HbAlc)与DM并发症的发病及进展呈正相关,其终产物在糖尿病肾病和视网膜病变的部位大量蓄积,显示了持续高血糖状态下蛋白质糖化与DM并发症的发生及进展的因果关系。

    RAGE基因位于第六条常染色体短臂的HLA领域[9]。最近Neeper等[10]从牛肺中克隆出RAGE的cDNA。在mRNA及蛋白质水平显示RAGE主要存在于血管内皮细胞、肾间质细胞、巨噬细胞、神经细胞及血管平滑肌细胞上,通过激活细胞的信号传递途径,呈现AGE多彩的生物活性,参与微血管病变的形成。

    我们的结果显示,RAGE基因Gly82Ser多态频率分布,中国人与白种人间有显著性差异(表1)。但在中国人中,非DM对照者与2型DM伴及不伴有肾病的各亚组间,非DM对照组与2型DM同时伴及不伴肾病、视网膜病变的几个亚组间,Gly82Ser多态的基因型(GG、GS、SS)频率或等位基因(G、S)频率皆无显著性差异,提示RAGE的Gly82Ser功能性氨基酸的突变与2型糖尿病微血管并发症的发生及进展无显著相关。但本文结果并不排除其他种族存在相关的可能性。
, 百拇医药
    根据查阅,关于RAGE基因的Gly82Ser多态与DM微血管并发症的相关性研究,我们在国内外为首次报道。

    国家教委留学回国人员科研启动基金、上海市重点学科基金资助

    参 考 文 献

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    2,Brownlee M.Glycation and diabetic complications.Diabetes,1994,43:836.

    3,Classara H,Bucala R,Striker L.Pathogenic effects of advanced glycosylation:biochemical biologic,and clinical implications for diabetes and aging.Lab Invest,1994,70:138.
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    4,Brownlee M,Cerami A,Vlassara H.Advanced glycosylation end products in tissue and the biochemical basis of diabetic complications.N Eng J Med,1988,318:1315.

    5,Soulis LT,Cooper M,Papazoglou D.Retardation by aminoguanidine of development of albumineuria mesangial expansion and tissue fluorescence in streptozotocin-induced diabetic rat.Diabetes,1991,40:1328.

    6,Ellis E,Good BH.Prevantion of glomerular basement membrane thickening by aminoguanidine in experimental diabetes mellitus.Metabolism,1991,40:1016.
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    7,Schmidt AM,Hasu M,Popov D,et al.Receptor for advanced glycation end products (AGEs) has a central role in vessel wall interactions and gene activation in response to circulating AGE proteins.Proc Natl Acad Sci USA,1994,91:8809.

    8,Hudson BI,Stickland MH,Grant PJ.Identification of polymorphisms in the receptor for advanced glycations end product (RAGE) gene.Prevalence in type 2 diabetes and ethnic groups.Diabetes,1998,47:1155.

, http://www.100md.com     9,Sugaya K,Fukagawa T,Matsumotok I,et al.Three genes in the human MHC class Ⅱ region near the junction with the class Ⅱ:gene for receptor of advanced glycosylation end products,PBX2 homeobox gene and a notch homolog,human counterpart of mouse mammary tumor gene int-3.Genomics,1994,23:408.

    10,Neeper M,Schmidt AM,Brett J.Cloning and expression of a cell surface receptor for advanced glycosylation end products of proteins.J Biol Chem,1992,267:14998.

    (收稿:1999-01-19 修回:1999-11-29), 百拇医药