核因子E2相關(guān)因子2基因多態(tài)性與氧化應(yīng)激及2型糖尿病易感性的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)正成為21世紀(jì)威脅人類健康的慢性重大性疾病之一,被世界衛(wèi)生組織稱作為21世紀(jì)的災(zāi)難。國際上糖尿病的患病率一直在增長,據(jù)估計(jì),成人患糖尿病的人數(shù)從1980年的1.53億增加到2008年的3.47億。并且據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì),到2030年全球?qū)⒂?.66億人患有糖尿病。
　　氧化應(yīng)激在T2DM的發(fā)生、發(fā)展過程中起關(guān)鍵性的作用。糖尿病是由于胰島素分泌和/或作用異常,所導(dǎo)

2、致的碳水化合物、脂肪以及蛋白質(zhì)代謝異常,從而引起以高血糖為主要特征的一組代謝性疾病。許多研究結(jié)果表明,慢性高血糖引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平上升,超出了機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的清除能力,從而使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)。氧化應(yīng)激和糖尿病的發(fā)生以及發(fā)展密切相關(guān),氧化應(yīng)激影響胰島素合成和分泌,促進(jìn)了糖尿病的發(fā)生。能夠?qū)е录∪?、脂肪及肝臟等組織細(xì)胞損傷影響胰島素敏感性,使血糖持續(xù)升高,糖尿病又進(jìn)一步加強(qiáng)了氧化應(yīng)激

3、。
　　近年來的大量研究表明,核因子E2相關(guān)因子2(NF-E2 related factor 2,Nrf2),在氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。在各種氧化應(yīng)激的刺激下,Nrf2轉(zhuǎn)入胞核內(nèi),識別并結(jié)合抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element,ARE),Nrf2通過ARE的轉(zhuǎn)錄激活能夠?qū)寡趸瘬p傷和炎癥,通過與ARE結(jié)合,Nrf2蛋白能夠誘導(dǎo)抗氧化基因的表達(dá)。Nrf2/ARE通路的激活,可減少

4、高糖因素所產(chǎn)生的活性氧,發(fā)揮其抗氧化應(yīng)激損傷以及抗慢性炎癥反應(yīng)的作用,改善氧化應(yīng)激所誘導(dǎo)的胰島素抵抗。研究表明Nrf2基因的單核苷酸多態(tài)性與氧化應(yīng)激相關(guān)疾病如創(chuàng)傷后急性肺水腫等的易感性有明顯關(guān)聯(lián)。但是,Nrf2基因的單核苷酸多態(tài)性與糖尿病易感性的關(guān)系未見相關(guān)報(bào)道。
　　自由基主要氧化損傷DNA、蛋白以及脂質(zhì)等生物分子,所以檢測組織或生物體液中的氧化應(yīng)激的代謝產(chǎn)物對于評價(jià)機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)起重要作用。在抗氧化防御體系中,主要包括的抗

5、氧化酶為谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過氧化氫酶(catalase,CAT),能協(xié)助清除自由基,減輕以及消除氧化損傷。在生物膜脂質(zhì)的磷脂中飽含多不飽和脂肪酸(poly-unsaturated fatty acid,PUFA),在O2存在的條件下,這些多不飽和脂肪酸極易受到自由基和其活性衍生物的攻擊,引起脂質(zhì)過氧化的鏈?zhǔn)?/p>

6、反應(yīng),同時(shí)在脂質(zhì)過氧化過程中所生成的LO、LOO等也能產(chǎn)生鏈引發(fā)以及鏈擴(kuò)增反應(yīng)。LOO還能通過分子內(nèi)的雙鍵加成,生成環(huán)過氧化物以及環(huán)內(nèi)過氧化物自由基,最后可斷裂成各種的代謝產(chǎn)物。過氧化脂質(zhì)通過脂氧基的β斷裂能產(chǎn)生許多醛類,如丙二醛。因此測定生物樣品中的丙二醛可反映脂質(zhì)過氧化程度,從而能反映糖尿病患者的氧化應(yīng)激狀態(tài)。
　　因此本研究的目的是擬采用TaqMan方法對Nrf2的基因的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)的進(jìn)行基因分型;同時(shí)檢測氧化應(yīng)激和抗

7、氧化狀態(tài)的相關(guān)標(biāo)志物,以探討Nrf2基因多態(tài)性與氧化應(yīng)激及2型糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián);揭示Nrf2基因多態(tài)性與2型糖尿病發(fā)病易感性的關(guān)系,為預(yù)防和治療T2DM提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。
　　第一部分：氧化應(yīng)激和抗氧化狀態(tài)與2型糖尿病的相關(guān)性研究
　　目的:評價(jià)糖尿病患者、糖調(diào)節(jié)受損患者、以及正常對照組被試者的氧化應(yīng)激狀態(tài)和抗氧化能力。
　　方法:用GOD-POD法測定血漿FPG,ECLIA法測定FPI,利用穩(wěn)態(tài)模式評估法進(jìn)

8、行評估HOMA-IR和HOMA-βcell。采用高鐵還原法檢測血漿中的TAOC水平,TBA比色法檢測血漿MDA濃度,鉬酸銨比色法檢測血漿中的CAT活性,黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶-亞硝酸鹽方法檢測紅細(xì)胞SOD的活性,Beutler改良法測定紅細(xì)胞的GSH含量,DNTB比色法來檢測紅細(xì)胞GSH-Px的活性。使用ANOVA分析和SNK進(jìn)行檢驗(yàn),并比較氧化應(yīng)激和抗氧化狀態(tài)與糖調(diào)節(jié)受損和糖尿病風(fēng)險(xiǎn)之間的可能聯(lián)系。
　　結(jié)果:本次研究總共檢測25

9、17名被試者,包括IGR306例、T2DM患者884例和NGT1327例。與正常糖耐量的對照組相比,T2DM患者血漿TAC水平(T2DM8.86±0.13U/mlvs.NGT9.57±0.17U/ml;P=0.001),CAT活性(CAT:T2DM32.04±1.04KU/Lvs.NGT41.71±1.65KU/L,P<0.001),紅細(xì)胞SOD活性(T2DM9997.75±164.01U/gHbvs.NGT11024.28±299.1

10、3U/gHb,P=0.002)GSH-Px的活性(T2DM129.97±2.83AUvs.NGT145.63±4.32AU,P=0.002)和GSH含量(T2DM18.94±0.29mg/gHbvs.NGT20.87±0.48mg/gHb,P=0.003)是明顯降低地,而其血漿MDA濃度明顯地增高(T2DM6.52±0.18nmol/Lvs.NGT5.79±0.12nmol/L;P=0.001)。T2DM患者具有明顯高地HOMA-IR值

11、(T2DM4.26±0.13vs.NGT2.17±0.11;P<0.001),而HOMA-β值則顯著下降(T2DM44.40±1.78vs.NGT103.37±5.01;P<0.001)。
　　結(jié)論:T2DM患者具有明顯增加地血漿MDA濃度,然而血漿TAC和CAT活性、紅細(xì)胞SOD活性、GSH-Px活性以及GSH含量出現(xiàn)明顯地降低。這些結(jié)果表明,抗氧化能力下降和自由基產(chǎn)生明顯增加與2型糖尿病有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。
　　第二部分：核

12、因子E2相關(guān)因子2基因多態(tài)性與氧化應(yīng)激的相關(guān)性研究
　　目的:探討Nrf2rs6721961基因多態(tài)性與氧化應(yīng)激之間的關(guān)系,檢測該基因多態(tài)性與機(jī)體的抗氧化能力強(qiáng)度有無關(guān)聯(lián)。
　　方法:使用TaqMan探針對Nrf2rs6721961位點(diǎn)進(jìn)行基因分型。采用高鐵還原法檢測血漿中的TAOC水平,TBA比色法檢測血漿MDA濃度,鉬酸銨比色法檢測血漿中的CAT活性,黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶-亞硝酸鹽方法檢測紅細(xì)胞SOD的活性,Beutle

13、r改良法測定紅細(xì)胞的GSH含量,DNTB比色法來檢測紅細(xì)胞GSH-Px的活性。
　　結(jié)果:本部分病例對照研究共納入被試者2477例,其中包括879例2型糖尿患者和1295例NGT正常對照人群。與CC基因型攜帶者相比,AA基因型攜帶者的血漿TAC水平(AA8.73±0.22vs.CC9.23±0.08U/ml,P=0.025),CAT活性(AA34.41±0.58vs.CC38.14±0.41KU/L,P=0.001),紅細(xì)胞SOD

14、活性(AA10446.01±118.61vs.CC10809.65±64.64U/gHb,P=0.042),GSH-Px活性(AA133.57±3.61vs.CC140.57±1.06AU,P=0.020),和GSH含量(AA19.49±0.31vs.CC20.10±0.10mg/gHb,P=0.042)也是明顯降低的,而血漿中的丙二醛(MDA)的濃度(AA6.42±0.26vs.CC5.84±0.11nmol/ml,P=0.005)明

15、顯地增加?；蛐虯A攜帶者與基因型CC攜帶者相比較具有明顯高的HOMA-IR值(AA2.90±0.19vs.CC2.36±0.06,P=0.003)和明顯低地β細(xì)胞功能水平(AA71.37±4.05vs.CC84.37±1.59,P=0.005)。
　　結(jié)論:Nrf2rs6721961單核苷酸多態(tài)性的與氧化應(yīng)激以及抗氧化狀態(tài)密切相關(guān)。與基因型CC及基因型CA攜帶者相比,基因型AA攜帶者在血漿TAC和CAT活性,紅細(xì)胞的SOD和GS

16、H-Px活性以及紅細(xì)胞GSH含量明顯降低,而血漿丙二醛水平明顯增高。
　　第三部分：核因子E2相關(guān)因子2基因多態(tài)性與2型糖尿病和糖調(diào)節(jié)受損的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)研究
　　目的:探討Nrf2rs6721961基因多態(tài)性與2型糖尿病和糖調(diào)節(jié)受損發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
　　方法:用GOD-POD法測定血漿FPG,ECLIA法測定FPI,利用穩(wěn)態(tài)模式評估法進(jìn)行評估HOMA-IR和HOMA-βcell。使用TaqMan探針對Nrf2rs6

17、721961位點(diǎn)進(jìn)行基因分型。
　　結(jié)果:本部分病例對照研究共納入被試者2477例,其中包括879例2型糖尿患者,303例IGR和1295例NGT正常對照人群。Nrf2rs6721961基因多態(tài)性的等位基因的頻率在2型糖尿病的病例和對照之間有顯著性差異。與NGT組受試者(26.1％)相比較,A等位基因的頻率(29.4%)在2型糖尿病的被試者明顯地較高(P=0.019)。Nrf2rs6721961是與增加地患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)聯(lián)。

18、與CC基因型攜帶者相比較,攜帶AA基因型的個(gè)體有顯著增加的發(fā)展2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)(OR=1.77,95%CI1.26,2.49,P=0.011)。經(jīng)校正年齡,性別,身體質(zhì)量指數(shù)等混雜因素后,該關(guān)聯(lián)仍具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=1.56,95%CI1.11,2.20,P=0.014)。與CC基因型攜帶者相比較,AA基因型攜帶者HOMA-β值顯著降低(AA71.37±4.05vs.CC84.37±1.59,P=0.005),而HOMA-IR值顯著增