轉錄因子7類似物2與移植后糖尿病相關性研究

張曙偉，翁國斌，李毛毛，祁洪剛，姚許平，陳亮亮，任雨，樓仲冠

轉錄因子7類似物2與移植后糖尿病相關性研究

張曙偉，翁國斌，李毛毛，祁洪剛，姚許平，陳亮亮，任雨，樓仲冠

移植后糖尿病（PTDM）是器官移植后的主要不良反應之一，屬于繼發性糖尿病，多發生在移植后1年內，發病率為2%～50%[1]。與普通糖尿病相同，如果長期血糖控制不良，可出現微血管和大血管的不良反應如：視網膜病變、周圍神經病變、糖尿病腎病以及心腦血管疾病等[2]。隨著外科手術技術的日臻成熟和新型免疫抑制劑的應用，使得移植器官和受者的壽命大大的延長，而移植后糖尿病及其不良反應也隨之增加。因其對移植物及受者的長期存活都是不利因素，因此PTDM的防治應該受到足夠的重視。有研究表明 PTDM的進展有許多危險因素，包括年齡、種族、肥胖、糖尿病家族史、供腎類型（尸體或活體供腎）、急性排斥反應、丙型肝炎感染、多囊腎引起的腎功能衰竭、類固醇劑量及移植后免疫抑制劑的類型等[3-5]。在諸多危險因素中遺傳因素的作用也尤為重要，是PTDM的潛在病因。

單核苷酸多態性（SNPs）是指在基因組水平上單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態性，它是人類可遺傳的變異中最常見的一種。單核苷酸多態性的研究已廣泛應用于遺傳性疾病，尤其是多基因遺傳性疾病易感基因的研究及精確定位中，轉錄因子 7類似物 2 （TCF7L2）則是目前已知的與PTDM最為相關的基因之一。

1 TCF7L2基因結構、功能

TCF7L2（又稱淋巴細胞因子-4，TCF-4）基因位于染色體10q25，全長217 226 bp，由14個外顯子和13個內含子組成，共編碼619個氨基酸。其表達產物是一組具有高度變異性的轉錄因子，這些轉錄因子在維持血漿葡萄糖的穩態中起重要作用。以往的研究多針對TCF7L2在腫瘤發生方面的作用，如：直腸癌的發展與TCF7L2相關。近年來也有報道顯示TCF7L2與2型糖尿病有強相關性，而且報道的危險變異位點幾乎都在該基因的內含子（尤其是內含子3 和4）上。它可能對編碼序列構成某種影響，從而影響該序列的轉錄和表達。TCF7L2的表達很廣泛，受來自Wnt蛋白家族成員的發育信號的影響。Grant等[6]認為，它有可能削弱在腸內生成胰高血糖素樣肽-1的腸內分泌細胞的功能；Cauchi 等[7]也報道，TCF7L2基因在人類胰島B細胞中表達，提示該轉錄因子可能在胰島B細胞的發育和功能方面起作用。

2 TCFTL2與PTDM相關性

近年來TCF7L2基因與2型糖尿病發病（T2DM）的相關性在國外已成為了研究的熱點。最先開始報道的是Grant[6]等，他們通過對冰島地區1 185例T2DM患者和931例正常對照的10號染色體10.5 MB區域進行基因分型和標記，發現TCF7L2基因的3內含子中一個叫做DG1OS478的微衛星[包含6個等位基因（0、4、8、12、16、20），除0外的等位基因又合稱為X等位基因]的0等位基因對患2型糖尿病有保護作用，而X等位基因則增加患T2DM的危險性。X等位基因是通過多態性影響機體的，患T2DM危險性由大到小依次為XX，X0，00。進一步通過連鎖不平衡分析發現與該微衛星相關的 SNPs有 5種：rs12255372，rs7903146，rs7901695，rs11196205，rs7895340也均與T2DM相關，其中位于TCF7L2的3內含子上的xs7903146存在兩種等位基因C和T，而T是危險等位基因。在T2DM組T等位基因的攜帶率為 0.25，正常對照組為0.22，說明該基因多態性是與T2DM致病有關的多態性之一。由于TCF7L2多態性顯示出如此強的易感效應，得到了各國學者們的廣泛關注。而Ng等[8]對香港人群的研究顯示：rs11196218位點G等位基因增加T2DM的風險（=1.43）。這些研究均表明TCF7L2是目前為止發現的與T2DM的發病關系最密切的易感基因，并且在不同種族的人群中有很好的重復性。

PTDM具有T2DM的高度遺傳異質性特點，與其有相同的臨床表現和癥狀[9]。因此，與T2DM易感性的相關基因也可能是移植后糖尿病的易感基因。故Eun等[10]采用實時熒光PCR法檢測了119例 PTDM患者和392例 Non-PTDM患者的TCF7L2基因的6個單核苷酸多態性（rsl1196205，rs4506565，rsl2243326，rs7903146，rsl2255372，rs7901695），來研究該基因多態性與PTDM 的關系。結果發現 rs4506565，rs7901695和rs7903146連鎖不平衡；在rs7903146的基因分型中，94.3%的患者為CC基因型，只有5.7%的患者為CT基因型。CT基因型患者的PTDM發病率顯著高于 CC基因型（41.4% VS 22.2%，=2.474，=0.024）。用性別、年齡、體重和所用免疫抑制劑種類進行校正后，rs7903146CT基因型仍是PTDM發病的高危因素（=2.655，=0.020）。該研究結果提示 TCF7L2-rs7903146與腎移植患者PTDM的發病顯著相關。在比利時的另一項研究中，Ghisdal等[11]對118名PTDM和958名Non-PTDM的腎移植患者進行了基因多態性與PTDM的相關性研究，結果發現 TCF7L2-rs7903146的T等位基因與PTDM顯著相關（=1.60，=0.002）。該結果再次證實了 TCF7L2-rs7903146位點的多態性確實與PTDM顯著相關。

3 TCFTL2的作用機制

PTDM與T2DM相似，主要發病機制也為胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗。近年來國外有文獻報道，胰島素分泌不足在PTDM的發生起關鍵作用[12-15]。同時有報道提示TCFTL2基因與胰島素分泌不足有關[7，16-17]。

3.1 胰島B細胞增值減少及其活性減低 近年來有研究報道TCF7L2的缺失減少了pinl和ki67的表達[18]，而這2個基因是胰島B細胞增殖分化的指標。且發現48 h內降低TCF7L2基因的表達，胰島B細胞的凋亡增加、增殖下降，葡萄糖刺激的胰島素分泌下降。后有研究發現在經過TCF7L2小干擾RNA（siRNA）處理的人胰島中葡萄糖刺激的胰島素分泌，胰升血糖素樣多肽1（GLP-1）和葡萄糖刺激的促胰島素多肽（GIP）都是減少的[19]。而GLP-1可促進胰島素分泌細胞增殖，并抑制其凋亡而增加胰島素分泌。在對Wnt信號傳導對B細胞分化的研究中發現 Wnt信號通路可調控胰腺 B細胞的增殖[20]，而Wnt信號途徑是胰島細胞正常分泌所必須且對GLP-l的表達具有重要的調節作用。因此，TCF7L2基因的多態性可通過改變 Wnt信號途徑和GLP-l水平來影響B細胞的生長、分化和功能。

3.2 胰島素成熟障礙 近來有研究發現激素原轉化酶1（PC-1）和PC-2的基因外顯子和啟動子上都有TCF的結合位點[21]，且這2種基因都是受胰島TCFTL2水平的影響，即隨TCF7L2基因水平的增加而增加，而PC-1和PC-2是前胰島素加工為胰島素過程的重要蛋白質，當PC-l 或PC-2功能缺陷，可能會導致成熟的胰島素減少，繼而引發糖尿病的發生。而研究發現TCF7L2變異性的前胰島素水平是顯著增加的。因此，TCF7L2基因可能是通過調節編碼這些蛋白基因的轉錄而增加糖尿病的易感性。

3.3 胰島素調節受損 有研究提出在糖尿病患者胰島細胞中 GLP-1受體的表達水平是降低的[19]，且發現TCF7L2基因的缺失會導致 GLP-1磷酸化水平的下降。而GLP-1是通過Wnt信號通路中 T細胞因子/淋巴細胞增強子結合因子（TCF/LEF）和B連環蛋白形成異二聚體誘導的胰升血糖素原基因轉錄加工而成。其可通過刺激胰島素的分泌和合成、抑制胰升血糖素的釋放和胃排空、增強外周胰島素的敏感性和誘導飽滿感來降低血糖。TCF7L2是通過其編碼的轉錄因子TCF-4影響Wnt信號傳導通路，從而使胰高糖素原基因表達減少，GLP-1合成減少，進而破壞體內血糖的穩定，誘發糖尿病的發生。

4 展望

遺傳因素是PTDM的潛在病因，但不同民族和地域在遺傳基因的表型上均有差異。國外研究表明TCF712基因的多態性與PTDM存在顯著相關，但其是否影響中國腎移植患者移植術后并發PTDM尚未見報道，值得進行深入研究。TCF7L2基因變異型增加PTDM的發病風險，可能是通過以上各種機制，但是其各確切的機制尚待進一步的研究。對TCF7L2基因有更加深入的了解，這將更有利于預防和治療PTDM。相信在全基因組關聯分析技術和后續的功能研究的支持下，能發現更多PTDM的易感基因，以便及早發現高危人群，在高危人群中避免其他誘發 PTDM的高危因素如免疫抑制劑的大量使用等，從而早期預防或延緩PTDM的發生。

[1] Montori VM,Basu A,Erwin PJ,et al.Post transplantation diabetes:a systematic review of the literature[J].Diabetes Care,2002,25: 583-592.

[2] Ducloux D,Kazory A,Chalopin JM.Post-transplant diabetes mellitus and atheroscler-otic events in renal transplant recipients:a prospective study[J].Transplantation,2005, 79:438-443.

[3] Rodrigo E,Fernandez FG,Valero R,et al. New-onset diabetes after kidney trans plantation:riskfactors[J].J Am SocNephrol,2006,17:S291-S295.

[4] Kasiske BL,Snyder JJ,Gilbertson D,et al. Diabetes mellitus after kidney transplanta-tion in the United States[J].Am J Transplant, 2003,3:178185,.

[5] 姚許平,胡勤勇,陳賜齡.腎移植后糖尿病[J].中華外科雜志,2000,38(1),67-68.

[6] Grant SF,Thodeifsson G,Reynisdottir L, et a1.Variant of transcription factor 7-like 2(TCF7L2)gene coders risk of type 2 dia betes[J].Nat Genet,2006,38:320-323.

[7] Cauchi S,Meyre D,Dins C,et a1.Transcription factor TCF7L2 genetic study in the French population:expression in human betacells and adipose tissue and strong asso-ciation witht ype 2diabetes[J].Diabetes,2006,55: 2903-2908.

[8]NgMC,Tam CH,Lain VK,et a1.Replication and identification of novel variants at TCF7L2 associated with type 2 diabetes in HongKong Chinese[J].J Clin Endocrinol Metab,2007, 92(9):3733,3737.

[9] 余少杰,彭龍開,謝續標,等.湘贛地區漢族人群人類白細胞抗原與腎移植后糖尿病的相關性[J].中國組織工程研究與臨床康復,2009,13(53):10443-10451.

[10]Eun SK,Myoung SK,Yu SK,et a1.A Variant of the Transcription Factor 7-Likc2(TCF-7L2)Gene and the Risk of Posttransplantation Diabetes Mellrtusin Renal Allograft Recipients[J]．Diabetes Care,2008,31(1):63-68.

[11]Ghisdal L,Baron C,Le MY,et a1.TCF7L2 polymorphism associates with new-onset diabetes after transplantation[J].J Am Sec Nephrol,2009,20(11):2459-2467.

[12]Kang ES,Kim MS,Kim YS,et al.A variant of the transcription factor7-like2(TCF7L2) gene and the risk of post trans plantation dia betes,mellitus in renal allograft recipients [J].Diabetes Care,2008,31(1):63-68.

[13]Kang ES,Kim MS,Kim YS,et al.A polymorph-ismin the zinc transporter gene SLC30A8 confers resistance against post transplantation,diabetes mellitus in renal allograft recipients[J].Diabetes, 2008,57(4):1043-1047.

[14]Hur KY,Kim MS,Kim YS,et al.Risk fac-tors associated with the onset and progression of post transplantation diabetes in renal al-lograft recipients[J].Diabetes Care,2007, 30(3):609-615.

[15]Nam JH,Mun JI,Kim SI,et al.-Cell dysfunction rather than insulin resistance is the main contributing factor for the development of post renal transplantation diabetes mellitus[J].Transplantation,2001,71(10): 1417-1423.

[16]Saxena R,Gianniny L,Burtt NP,et al.Common single nucleotide polymorphisms in TCF7L2are reproducibly associated with type 2 diabetes and reduce the insulin response to glucose in nondiabetic individuals[J].Diabetes, 2006,55(10):2890-2895.

[17]Lyssenko V,Lupi R,Marchetti P,et al.Mech anisms by which common variants in the TCF7L2 gene increase risk of type 2diabetes [J].JClinInvest,2007,117(8):2155-2163.

[18]Shu L,Sauter NS,Schulthess FT.et al.Tran-seription Factor 7 like 2 regulates b-cell sur-vival and function in human pancreatic islets [J].Diabetes,2008,57(3):645-653.

[19]Shu L,Matveyenko AV,Kerr CJ,et al.Decreased TCF7L2 protein levels in type 2 diabetes mellitus correlate with downregu-lation of GIP-and GLP-l receptors and impaired beta-cell runetion[J]．Hum Mol Genet，2009，18(13)：2388-2399．

[20]Rulifson IC,Karnik SK,Heiser PW,et al.Wnt signaling regulates pancreatic beta cell prolif eration[J].Proe Natl Aead Sci USA,2007,104 (15):6247-6252.

[21]Loos RJ,Franks PW,Fmeis RW,et al.TC F7L2 polymorphisms modulate proinsulin levels and B-Cell function in a British Euro-pid population[J].Diabetes,2007,56(7):1943,1947.

10.3969/j.issn.1671-0800.2015.01.073

R318；R587.1

C

1671-0800(2015)01-0135-03

2015-07-10（本文編輯：吳迪漢）

浙江省醫藥衛生科學研究基金（2009B149）

315100寧波，寧波市泌尿腎病醫院

翁國斌，Email：wgb@ nbyzyy.com