中华医学遗传学杂志

中华医学遗传学杂志2005年8月第22卷第4期ChinJMedGenet，August2005，Vol.22，No.4・453・

・临床遗传学研究・

中国上海地区汉族人PGC-1α基因多态性与2型糖尿病

相关性研究

王艳波

于永春

李智

汪纯

王吉影

吴国亭

【摘要】目的研究过氧化物酶增殖激活受体-γ共激活子-1（peroxisomeproliferators-activatedreceptor-γα

，基因单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，与2型糖尿病（type2diabetescoactivator-1PGC-1SNP）αα）

的关联性。方法应用聚合酶链反应-限制性内切酶片段长度多态性技术，选择PGC-1mellitus，T2DM）α基

因4个常见SNPs位点：（ACG→ACA）、（GGT→AGT）、（ACG→ATG）和IVS2+Thr394ThrGly482SerThr612Met

对69个T2DM家系（310例）进行基因分型，并用传递不平衡检验（transmission-disequilibriumtest，52C→A，

和同胞传递不平衡检验（sibtransmission-disequilibrium，进行分析。用同样方法在无家族史的156TDT）STDT）例T2DM患者及111名糖耐量正常者中进行病例-对照关联分析，检验Gly482Ser多态性在散发人群中的分布。结果（1）经TDT-STDT检验，未发现单个PGC-1（2）在病α基因SNPs位点在T2DM患病子代中优势传递；例-对照关联分析中，携带者GA基因型罹患Gly482Ser位点多态性在两组人群的分布差异有统计学意义，

且等位基因在两组人群的分布差异有统计学意义（P=0.046）；（3）在无家T2DM的危险性可增加1.85倍，

低密度脂蛋白胆固醇和甘油族史的糖耐量正常者中，Gly482Ser位点的GG基因型的高密度脂蛋白胆固醇、

三酯水平与GA+AA基因型比较，差异有统计学意义（分别为P=0.043，。结论P=0.046，P=0.037）PGC-1α基因Gly482Ser多态性可能与T2DM的易感性相关。

【关键词】过氧化物酶增殖激活受体-γ共激活子-1α基因；单核苷酸多态性；2型糖尿病；相关性分析

Studyontherelationshipbetweenpolymorphismsofperoxisomeproliferators-activatedreceptor-γcoactivator-1αgeneandtype2diabetesinShanghaiHansinChina*WANGYan-bo，YUYong-chun，LIZhi，WANGChun，WANGJi-ying，WUGuo-ting.（DepartmentofMedicalLaboratory，theTenthPeopleHospital，TongjiUniversity，Shanghai，200072P.R.China）Correspondingauthor：YUYong-chun，Email：[email protected]

【Abstract】ObjectiveToobservetheassociationbetweensinglenucleotidepolymorphism（SNP）ofperoxisome

（PGC-1（T2DM）proliferators-activatedreceptor-γcoactivator-1.MethodsFourαα）geneandtype2diabetesmellituscommonSNPsofPGC-1αgeneweregenotypedwithpolymerasechainreaction-restrictionfragmentlengthpolymorphism

（PCR-RFLP）andthenanalyzedwithtransmission-disequilibriumtest（TDT）andsibtransmission-disequilibriumtest（STDT）in69T2DMpedigrees（310individuals）.Furthermore，theauthorsperformedacase-controlstudytogenotypeGly482Serin156patientswithT2DMand111normalglucosetolerancepeoplewithoutfamilyhistory.Results（1）

（P>0.05）TherewerenopositiveresultsinfourvariancesinTDT-STDTanalysis.（2）TheGly482Serexhibitedasignifi-，andtherecantdifferencebetweenthetwogroups.GAgenotypecarrierswereatincreasedriskforT2DM（OR=1.85）

（P=0.046）wasstatisticallysignificantdifferenceintheallelefrequencybetweenthecaseandcontrolgroups.（3）The

subjectswithGGgenotypeatpositionGly482SerhadahigherHDL-CandlowerLDL-CandTGlevelswhencompareda-（P=0.043，gainstthosewithGA+AAgenotypeinthecontrolgroupwithoutfamilyhistoryP=0.046，P=0.037re-spectively）.ConclusionThisstudysuggestedthatthePGC-1αgenemightbeimplicatedinthepathogenesisof

T2DM.ButthestudiedSNPsinPGC-1αgenemaynotbemajorsusceptibilityonesofT2DMmellitusinHanpeopleofShanghai.

【Keywords】peroxisomeproliferators-activatedreceptor-γcoactivator-1αgene；singlenucleotidepolymor-phism；type2diabetes；associationstudy

*ProjectNo.30270632，supportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina

过氧化物酶增殖激活受体γ共激活子-1（peroxisomeprolif-α，）可协同激活多种erators-activatedreceptor-γcoactivator-1PGC-1αα因子，广泛调节能量的生成与利用，并是肝糖异生全过程的关键调节因素，故在肥胖和糖尿病的发生发展中具有重要作用。近年国外有报道PGC-1α基因存在多个单核苷酸多态性

基金项目：国家自然科学基金（30270632）

作者单位：同济大学附属第十人民医院中心实验室200072上海，（王艳波、于永春、李智），内分泌科（汪纯、王吉影、吴国亭）

通信作者：于永春，Email：[email protected]

（singlenucleotidepolymorphism，，其中Gly482Ser与多个种族SNP）

［1-3］

（type2diabetesmellitus，相关。为探讨上海2型糖尿病T2DM）

我们分别以地区汉族人PGC-1α基因多态性与T2DM的关系，对PGC-1T2DM家系及散发人群为对象，α基因中4个常见的（ACG→ACA）、（GGT→AGT）、SNPs：Thr394ThrGly482SerThr612Met（ACG→ATG）、（C→A）进行研究。IVS2+5211.1

对象与方法对象

上海地区T2DM核心家系69个，共310人。采集

标准：家系中至少有两代，父代及子代中分别至少一人明确诊

・454・中华医学遗传学杂志2005年8月第22卷第4期ChinJMedGenet，August2005，Vol.22，No.4

断为T2DM，非糖尿病亲属均行口服葡萄糖耐量试验（oralglu-明确。所有家系入选者依据美国糖尿cosetolerancetest，OGTT）

病协会1997年糖尿病诊断标准分为两组，其中糖代谢异常组：包括T2DM患者164例和糖耐量减低者18例；非糖尿病一级亲属组128例。无家族史的T2DM患者156例，彼此间无亲缘关系。正常对照组111人，经OGTT试验排除血糖异常，且所有成员均否认有糖尿病家族史。家系和散发T2DM患者均来源于同济大学附属第十人民医院糖尿病专科门诊和糖尿病专科病房，正常对照组来源于健康体检者，均取得知情同意。1.2PGC-1α基因4个SNPs基因型分析

抽取外周血0.3mL，

采用Promega公司试剂盒抽提基因组DNA。采EDTA二钾抗凝，

用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性结合测序技术进行基因型分析。所用扩增引物、相关内切酶以及酶切反应条件见表可1。其中Thr394Thr位点的上游引物下划线碱基为错配碱基，产生一限制性内切酶酶切位点。Thr394Thr、Gly482Ser及Thr612Met位点PCR产物可直接以限制性内切酶消化，IVS2+52C→A位点PCR产物需纯化后再行酶切。Thr394Thr位点酶切产物以4%琼脂糖电泳分析，Gly482Ser、Thr612Met及IVS2+52电泳后应用GIS凝C→A位点酶切产物以2%琼脂糖电泳分析，

胶图象处理系统观察结果。所有引物由PrimerPremier5.0软件设计，由上海生工生物工程有限公司合成，测序由上海申能博彩生物技术有限公司完成。1.3

统计学分析

以TDT-STDT1.1程序对家系内PGC-1α基因

4个SNPs位点进行TDT-STDT分析。以Hardy-Weinberg平衡法检验Gly482Ser位点在无家族史T2DM组和正常对照组中的群

体代表性。x检验、相对风险度（oddsratios，OR）及95%可信区间（confidenceintervals，CI）的计算、ANOVA分析均以SPSS11.0

软件处理。22.1

结果

基因型分析结果

Thr394Thr位点PCR产物经HpaⅡ酶切

后基因型分别为：（163bp）、（142bp和21bp）以及GA（163AAGG和21bp）（图1），测序结果表明此位点存在G→A变bp、142bp、异。Gly482Ser位点PCR产物经HpaⅡ酶切后基因型分别为：AA（452bp）、（310bp和142bp）以及GA（452bp、GG310bp、142bp）（图2），测序结果提示在HpaⅡ识别区域内存在G→A碱基替换。Thr612Met位点PCR产物经PaeⅠ酶切后基因型分别为：（343bp）、（234bp、（343bp、CCTT109bp）以及CT234bp、109bp）（图3），测序结果提示第9外显子PaeⅠ识别区域存在C→T碱基替换。IVS2+52C→A位点PCR产物经ApaⅠ酶切后基因型分别为：（782bp）、（548bp、以及CA（782bp、AACC234bp）234bp、（图4），测序结果表明，在第2内含子ApaⅠ识别区域存548bp）在C→A替换。

2.2PGC-1α基因多态性与T2DM相关分析2.2.1

TDT-STDT分析

结果显示，所检测的4个多态性位点

中，未见任何一个标记位点的两个等位基因在杂合子父母传递

表1PGC-1α基因各SNPs位点PCR及限制性片段长度多态性反应条件

SNP位点Thr394ThrGly482SerThr612MetIVS2+52C>A

引物

上游：5'-GCCAGTCAATTAATTCCAAACC-3'

下游：上游：5'-TGAGAGAGACTTTGGAGGCA-3'下游：5'-GGAATATGGTGATCGGGAAC-3'上游：5'-AGTGCCGATAAACTTGGG-3'下游：5'-TTCCTCGTAGCTGTCATACC-3'上游：5'-CAGTGTGCTGCTCTGGTTGG-3'下游：5'-GGAGTCACGGAGGTAATTCTTG-3'

位置第8外显子第8外显子第9外显子第2内含子

退火温度55℃54℃54℃54℃

产物长度

（bp）[1**********]2

内切酶HpaⅡHpaⅡPaeⅠApaⅠ

酶切温度和时间

37℃，2h37℃，2h37℃，2h37℃，2h

图1

Thr394Thr多态性位点酶切电泳图标记物1、2、7：GG纯合型；3、4、6：GA杂合型；5：AA纯合型；M：

图3

Thr612Met多态性位点酶切电泳图

图2Gly482Ser多态性位点酶切电泳图

标记物1、5：AA纯合型；2、4、7：GG纯合型；3、6：GA杂合型；M：型；标记物M：

图4

IVS2+52C→A多态性位点酶切电泳图

1、2：TC杂合型；3：TT纯合型；4、5：CC纯合

标记物1：AA纯合型；2、4：CC纯合型；3：AC杂合型；M：

中华医学遗传学杂志2005年8月第22卷第4期ChinJMedGenet，August2005，Vol.22，No.4・455・

给患病子女的过程中发生显著偏离，即任何一个标记位点的等位基因在受累子代与非受累子代中的分布差异无统计学意义（P>0.05），见表2。因此，本研究结果不支持4个标记位点与T2DM连锁。

表2PGC-1α基因4个多态性位点的TDT-STDT分析

SNPs位点Thr349ThrGly482SerThr612MetIVS2+52C→A

等位基因

12121212

TDT0.2220.2222.6472.6470.9000.9000.3480.348

美国印第安人空腹胰岛素水平及美国墨西哥人体重指数相

［4］关。PGC-1在糖异生过程中的α可广泛调节能量生成与利用，

作用尤为重要，可在转录水平上激活糖异生关键酶组，包括磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、葡萄糖-6-磷酸酶，从而影响血糖代

［5］谢。另外，对肌肉特异性葡萄糖转运子（GLUT4）敲除的小鼠

STDT

Z'1.0451.045-0.220-0.2200.5970.5970.6880.688

研究证实，PGC-1α基因通过协同激活肌细胞增强因子能高效诱导GLUT4基因的表达以提高肌细胞转运葡萄糖的能力，从而降低血糖。PGC-1α基因403-570区域氨基酸是此基因与肌细胞增强因子相互作用的关键区域，因而可能是PGC-1α基因提高

［6］

，GLUT4的胰岛素敏感性的功能区Gly482Ser多态性恰位于这

Z'值0.7620.7621.3291.3291.1131.1130.0650.065

P值0.2240.09180.1340.476

个区域，从而提高了这一多态性位点的研究价值。

最近有研究发现，在不同人种中，PGC-1α基因Gly482Ser多态性均可不同程度地影响葡萄糖的代谢。如在丹麦及英国高

［1，7］

加索人中，己证实Gly482Ser变异增加了T2DM的遗传易感

2.2.2Gly482Ser位点基因型和等位基因在散发人群中的分布

性。在对丹麦人群的研究中，Ser等位基因的携带者在T2DM和健康人群中的分布分别为37.0%和30.5%，Ser/Ser基因型患糖

［3］尿病的相对风险系数约为1.34。在对日本人群的研究中，

经Hardy-Weinberg平衡检验，各基因频率已达到遗传平衡，具有群体代表性。Gly482Ser位点基因多态在T2DM和对照组间的分布差异有统计学意义，T2DM组GA基因型频率显著高于对照组，见表3。相对风险度分析显示，GA基因型携带者罹患T2DM的风险性可增加1.85倍。等位基因在T2DM组和正常对照组间分布差异亦有统计学意义（P=0.046），见表3。表3

无家族史T2DM患者与正常对照组Gly482Ser位点基因型及等位基因分布

分组2TDM

（n=156）37（23.72）84（58.97）31（17.31.）对照组

（n=111）41（36.94）55（49.55）OR（95%CI）

1.0

1.85*

（13.51）151.99#

（62.16）138

1.0

（38.29）851.42Δ（1.01-2.03）

（53.21）166

（46.79）146

基因型（%）

等位基因（%）G

（P=0.018）及胰岛素抵抗指Ser/Ser基因型者空腹胰岛素水平

数（P=0.018）明显高于Gly/Gly基因型者，且Thr（ACA）394-（P=0.00003）。但对Ser482单倍型分析与2型糖尿病明显相关

［8］法国白人的研究中，未见Gly482Ser多态性与T2DM相关。

本研究以家系为基础选择PGC-1α基因4个常见SNPs位点，探讨其与我国上海地区汉族人T2DM的相关性。通过TDT-结果均不支持连锁，分析家系内糖代谢异常组和STDT检验，

各指标均T2DM一级亲属组各SNPs不同基因型生理生化指标，未见显著性差异。但鉴于Gly482Ser与不同种族T2DM的相关性仍存在争议，我们在散发人群中做了进一步验证，结果发现T2DM组GA基因型频率和A等位基因频率与正常对照组比较，差异有统计学意义。在对临床资料的分析中，Gly482Ser位点非糖尿病一级亲属组所有生理和生化指标在3种基因型间比较，均未见统计学意义。但在正常对照组中，GG基因型与高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固GA+AA基因型比较，

醇和甘油三酯水平差异均有统计学意义。因此，我们认为进而对2PGC-1α基因Gly482Ser位点可通过对血脂代谢的影响，型糖尿病的发生产生一定影响，在家系研究中，所有入选者具有相似的环境和遗传背景，PGC-1α基因对2型糖尿病的影响未被检出。当然，PGC-1α基因与上海地区2型糖尿病不连锁，不排除由于样本量不够大，从而影响连锁分析的敏感性的可能。

总之，PGC-1α基因Gly482Ser位点变异可通过对血脂代谢的作用进而影响2型糖尿病的发生，在我们的研究中，仅在散发人群的比较中，发现A等位基因携带者较G等位基因携带者更易患T2DM，但消除环境和群体分层的影响后，在TDT-STDT

（1.06-3.23）（0.92-4.32）

2=4.78，2=3.11，2=3.99，P=0.029；#xP=0.078；P=0.046*xΔx

2.2.3生化指标分析Gly482Ser多态性不同基因型的生理、

用ANOVA分析法计算Gly482Ser位点不同基因型与家系成员各项临床指标的关系，无论是糖代谢异常组，还是非糖尿病一级亲属组，体重指数、收缩压、舒张压、血高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、血总胆固醇、血甘油三酯、空腹血糖和空腹胰岛素在3种基因型的分布均无统计学意义（资料略）。但在正常对照组中，GA+AA基因型的HDL-C水平低于GG组（P=0.043），而LDL-C、（分别为P=TG水平均高于GG基因型，差别均有统计学意义，见表4。0.045和P=0.037）3

讨论

此区域已被证实与PGC-1α基因位于染色体4p15.1区域，

表4

Gly482Ser（41）GG

（70）GA+AA

体重指数24.76±2.9525.63±4.46

收缩压

（mmHg）127.1±22.31134.81±22.44

正常对照组生理、生化指标与Gly482Ser不同基因型的关系

舒张压（mmHg）79.78±8.1179.59±11.50

高密度脂蛋白低密度脂蛋白总胆固醇

胆固醇（mol/L）胆固醇（mmol/L）（mmol/L）1.57±0.361.37±

0.28*

2.58±0.542.98±

0.71*

4.56±0.614.89±0.94

甘油三酯

（mmol/L）1.12±0.631.65±

0.89*

空腹血糖（mmol/L）4.76±0.634.96±0.51

空腹胰岛素（mU/mL）3.81±2.706.19±3.40

・456・中华医学遗传学杂志2005年8月第22卷第4期ChinJMedGenet，August2005，Vol.22，No.

检验中却未发现这种倾向，我们会随着家系收集的进一步扩大，继续深入研究。

scanforlocilinkedtopre-diabeticphenotypesinPimaIndians.JClinIn-vest，1998，101:1757-1764.

YoonJC，PuigserverP，ChenG，etal.ControlofhepaticgluconeogenesisthroughthetranscriptionalcoactivatorPGC-1.Nature，2001，413:131-138.

MichaelLF，WuZ，CheathamRB，etal.Restorationofinsulin-sensitive（GLUT4）glucosetransportergeneexpressioninmusclecellsbythetranscrip-tionalcoactivatorPGC-1.ProcNatlAcadSciUSA，2001，98:3820-3825.7

AndersenG，HansenT，GharaniN，etal.AcommonGly482Serpolymor-phismofPGC-1isassociatedwithtype2diabetesmellitusintwoEuropean（Suppl.2）population.Diabetes，2002，51:A49.8

LacquemantC，ChikriM，BoutinP，etal.NoassociationbetweentheG482Spolymorphismoftheproliferator-activatedreceptor-gammacoactiva-tor-1（PGC-1）geneandTypeⅡdiabetesinFrenchCaucasians.Diabetolo-gia，2002，45:602-603.

（收稿日期：2004-11-16）

参

考文献

EkJ，AndersenG，UrhammerSA，etal.Mutationanalysisofperoxisome（PGC-1）andrelationshipsofproliferatoractivatedreceptor-γcoactivator-1

identifiedaminoacidpolymorphismstotypeⅡdiabetesmellitus.Diabetolo-gia，2001，44:2220-2226.

2MullerYL，BogardusC，PedersenO，etal.AGly482Sermissensemuta-tionintheperoxisomeproliferator-activatedreceptorγcoactivator-1isassoci-atedwithalteredlipidoxidationandearlyinsulinsecretioninpimaindians.Diabetes，2003，52:895-898.

HaraK，TobeK，OkadaT，etal.AgeneticvariationinthePGC-1genecouldconferinsulinresistanceandsusceptibilitytoTypeⅡdiabetes.Dia-betologia，2002，45:740-743.

4PratleyRE，ThompsonDB，ProchazkaM，etal.Anautosomalgenomic

（本文编辑刘华）

・病例报告・

常染色体显性遗传Stargardt病Ⅲ型一家系10例

赖征

周伟

张咸宁

李继承

先证者男，汉族，视50岁。双眼视力进行性减退10年，

力为0.01，不能矫正。色觉轻微异常。眼底黄斑区2×2视盘直径金箔样反光，散在色素沉着，中心凹光发射消失，伴黄色斑点。外周视网膜可见骨针样色素沉着，视网膜动脉血管变细。光学相干断层成像术检查视网膜变薄。荧光血管造影显示黄斑区强荧光，未见脉络膜湮没。视网膜电图检查可见波形形成，但振幅降低，低于正常型。根据眼底检查、荧光血管造影，显示缺乏暗脉络膜。诊断为Stargardt病Ⅲ型。

家系调查：本家系共5代53人，患者10人（男6、女4），其中第2代1人，第3代5人，第4代4人（图1）。患者发病年龄都在40岁左右。病程3～26年，平均13.2年。患者均为双眼患病，无夜盲史，双眼病变基本上为同步发展。无近亲结婚史。

讨论

（Stargardtmaculardystrophy，STGD）是一组Stargardt病

常见的遗传性视网膜黄斑营养不良疾病，多数呈常染色体隐性遗传，少数病例为常染色体显性遗传或X连锁隐性遗传。呈常染色体显性遗传的STGD易感基因定位于13q34（STGD2，、OMIM：153900）6q14（STGD3，OMIM：600110）和4p（STGD4。；呈常染色体隐性遗传的STGD易感基因定位于OMIM：603786）。1p21-p22.1（STGD1，OMIM：248200）

本家系连续3代发病，男女均受累，符合常染色体显性遗

作者单位：中国科学院上海生命科学研究院生化与细200031上海，胞生物学研究所（赖征）；宁波市第二医院眼科（周伟）；浙江大学医学院细胞生物学研究所医学遗传学室（张咸宁、李继承）

图1

Stargargt病Ⅲ型患者家系图

传规律。发病特点：发病年龄晚；病程进展缓慢；色觉表现为从轻微异常到红绿色盲；患者中有的伴发视网膜色素变性，有的则仅表现为STGD3。

目前研究发现，推STGD3的致病基因ELOVL4定位于6q14，测其蛋白产物可能是长链脂肪酸延伸因子。其作为酶复合物的组分，参与长链脂肪酸延伸所需的4步酶促过程，对光感受器外盘膜节段组分的生物合成起重要作用。迄今仅发现了3种ELOVL4基因突变，均为发生在第6外显子中的移码突变：790-794delAACTT、789delT和794delT。突变可能导致蛋白C-端产生截短的蛋白，影响了蛋白的正常结构51个氨基酸的缺失，与功能。

其STGD由于存在明显的遗传异质性和等位基因异质性，病因与发病机理非常复杂，至今不详。因此，从分子水平阐明STGD的发病机理已成为国际眼科学界研究的前沿课题之一。

（收稿日期：2004-09-08）

（本文编辑张丽玲）

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