Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平關(guān)系的研究VIP

1、Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平關(guān)系的研究摘要：目的：探討信號(hào)識(shí)別顆粒受體（Srpr）基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)系。方法：在小鼠Srpr基因中尋找位于編碼區(qū)的遺傳變異，在14種品系共270只小鼠中分析該遺傳變異與小鼠血液胰島素及瘦素水平間的關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步分析Srpr基因所在染色體區(qū)域（Ch34.6Mb35.6Mb）所有基因在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的表達(dá)情況，以進(jìn)一步確定Srpr基因與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)聯(lián)。結(jié)果：在小鼠Srpr基因中尋找編碼區(qū)突變遺傳變異Leu104Ser,攜帶104Ser遺傳變異的小鼠血液胰島素及瘦素水平明

2、顯升高（P值均0.01）。并且Srpr基因是附近10Mb染色體區(qū)域唯一在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞高表達(dá)的基因。結(jié)論：Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平升高有關(guān)，提示Srpr基因可能參與肥胖及糖尿病的發(fā)生。關(guān)鍵詞：信號(hào)識(shí)別顆粒受體（Srpr）；遺傳變異；胰島素；瘦素近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)肥胖和糖尿病的現(xiàn)患率迅速上升，成為危害我國(guó)人口健康的重要公共衛(wèi)生問題。而肥胖和糖尿病又往往是密切相關(guān)的，有必要深入研究?jī)烧吖餐陌l(fā)病機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn)機(jī)體暴露于高血糖環(huán)境時(shí)，其胰島B細(xì)胞中信號(hào)識(shí)別顆粒受體(Srpr)基因的mRNA和蛋白表達(dá)水平均發(fā)生明顯變化，提示Srpr基因可能參

3、與肥胖及糖尿病的發(fā)生。血液胰島素及瘦素水平在肥胖和糖尿病患者常發(fā)生明顯改變，是肥胖和糖尿病重要的生物標(biāo)志物。本研究分析Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)系，為上述學(xué)術(shù)假說(shuō)進(jìn)一步提供理論依據(jù)。研究方法一、在小鼠Srpr基因中尋找編碼區(qū)的遺傳變異采用小鼠基因型數(shù)據(jù)庫(kù)(MouseGenomeDatabase，MGD，/)尋找小鼠Mknk1基因中編碼區(qū)的遺傳變異。二、分析小鼠Srpr基因編碼區(qū)遺傳變異與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)系采用小鼠表型數(shù)據(jù)庫(kù)(MousePhenomeDatabase，MPD，http：/pheno

4、/)，分析小鼠Srpr基因編碼區(qū)遺傳變異與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)系。數(shù)據(jù)來(lái)自MPD數(shù)據(jù)庫(kù)的Naggert1項(xiàng)目(MPD：143)。Naggert1項(xiàng)目采用ELISA法觀察了小鼠的血液胰島素及瘦素水平。本研究總共分析了14種品系計(jì)270只，這14種品系小鼠分別為129S1/SvImJ、A/J、AKR/J、BALB/cByJ、BTBR_T+_tf/J、C3H/HeJ、C57BL/6J、DBA/2J、FVB/NJ、KK/HlJ、MOLF/EiJ、NOD/LtJ、NZW/LacJ及WSB/EiJ。三、分析相關(guān)染色體區(qū)域(Chr9：34.6Mb35.6Mb)所有基因在胰島B細(xì)胞

5、和脂肪細(xì)胞的表達(dá)情況為進(jìn)一步確認(rèn)上述與胰島素和瘦素水平的關(guān)聯(lián)確為Srpr基因遺傳變異所致，本研究分析了Srpr基因所在染色體區(qū)域(Ch34.6Mb35.6Mb)所有基因在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的表達(dá)情況?；蛟谝葝uB細(xì)胞表達(dá)情況采用BetaCellBiologyConsortium的EPConDB數(shù)據(jù)庫(kù)(DatabaseofTranscribedSequences(DoTS)forelementsonthePancChip，http：//EPConDB/)獲得；在脂肪組織的表達(dá)情況采用IGTC數(shù)據(jù)庫(kù)(InternationalGeneTrapConsortiu

6、m，/)獲得。結(jié)果MGD數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)道了一種小鼠Srpr基因中編碼區(qū)的遺傳變異Leu104Ser。本研究中有四種小鼠品系攜帶了104Ser突變基因型，其余10種均為104Leu野生基因型。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是雄性小鼠還是雌性小鼠，攜帶了104Ser突變基因型的小鼠血液中胰島素和瘦素水平均明顯下降(P值均0.01)進(jìn)一步分析基因在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)Srpr基因是附近10Mb染色體區(qū)域17個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因中，唯一在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞高表達(dá)的基因。證實(shí)上述關(guān)聯(lián)即由Srpr基因遺傳變異所致。討論Srpr蛋白在細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)極為豐富。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞中鈣離

7、子貯存庫(kù)，也是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成及合成后加工、折疊和聚集的場(chǎng)所，是一種重要的細(xì)胞器。近年來(lái)，在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中由現(xiàn)了一個(gè)新概念一一“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激”(ERstress)，即在饑餓、影響鈣離子平衡的藥物、影響蛋白質(zhì)翻譯后修飾、結(jié)構(gòu)異常蛋白堆積以及一些有害因素等的誘發(fā)下，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡、生理功能發(fā)生紊亂的一種亞細(xì)胞器的病理過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是肥胖、胰島素抵抗及糖尿病發(fā)病的重要病理機(jī)制。正因?yàn)镾rpr基因在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度表達(dá)，并與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工、處理合成后蛋白的功能密切相關(guān)(GO：0006886和GO：0006614；KEGG03060)，所以Srpr基因可能會(huì)影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激這個(gè)病理過(guò)程，進(jìn)而

8、與肥胖、胰島素抵抗及糖尿病發(fā)病相關(guān)。本文所分析的遺傳變異Leu104Ser位于Srpr基因的編碼區(qū)，推測(cè)其會(huì)明顯影響Srpr基因功能。進(jìn)一步生物信息學(xué)分析支持這種判斷：筆者采用兩個(gè)常用的遺傳變異生物功能預(yù)測(cè)軟件SIFT(http：//sift/SIFT.html)和PolyPhen(http：//pph/)，分析第104位氨基酸殘基由亮氨酸突變?yōu)榻z氨酸對(duì)Srpr蛋白功能的影響，結(jié)果兩種軟件分析均提示Leu104Sern可能是一個(gè)有害的突變。以上生物信息學(xué)分析支持本研究Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液

9、胰島素及瘦素水平升高有關(guān)的發(fā)現(xiàn)。更進(jìn)一步地，Srpr基因是附近10Mb染色體區(qū)域中，唯一在胰島B細(xì)胞和脂肪細(xì)胞高表達(dá)的基因。所以Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平的關(guān)聯(lián)，不太可能是由Srpr基因周圍其他功能基因造成的假陽(yáng)性反應(yīng)（“Marker”效應(yīng)）。綜上所述，Srpr基因遺傳變異Leu104Ser與小鼠血液胰島素及瘦素水平升高有關(guān)，提示Srpr基因可能通過(guò)“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激”機(jī)制參與肥胖及糖尿病的發(fā)生。參考文獻(xiàn)：1中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).中國(guó)n型糖尿病防治指南.（2010年版，討論稿）2010.11.20蘇州2WebbGC，AkbarMS，ZhaoC，SteinerDF.Exprssio

10、nprofilingofpancreaticBcells:glucoseregulationofsecretoryandmetabolicpathwaygenes.ProcNatlAcadUSA，97（2000）：5773-8.3LammertF，WangDQ，PaigenB，CareyMC.PhenotypiccharacterizationofLithgenesthatdeterminesusceptibilitytocholesterolcholelithiasisininbredmice：integratedactivitiesofhepaticlipidregulatoryenzym

11、es.JLipidRes.40（1999）：2080-90.4PaigenB，MorrowA，HolmesPA，MitchellD，WilliamsRA.Quantitativeassessmentofatheroscleroticlesionsinmice.Atherosclerosis.68（1987）231-240.5ZhaoLandAckermanSL.Endoplasmicreticulumstressinhealthanddisease.CurrentOpinioninCellBiology2006，18：444-4526LastraG，ManriqueC，SowersJR.Obesity，cardiometabolicsyndrome，andchronickidneydisease：theweightoftheevidence.AdvChronicKidneyDis.13（2006）：365-373.7SellH，Dietze-SchroederD，EckelJ.Theadipocyte-myocyteaxisininsulinresistance.TrendsEndocrinolMetab.17（2006）：416-422.8OzcanU,YilmazE,OzcanLFuruhashiM,Vailla