酪氨酸蛋白激酶-2基因多態(tài)性與河南農(nóng)村漢族人群2型糖尿病的關(guān)系*

張路寧，王重建，劉曉田，王炳源，周　浩，楊凱麗，任　義，王雪青，李玉倩，別榮海#

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 450001　2)鄭州大學(xué)藥學(xué)院臨床藥理學(xué)系 鄭州 450001

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酪氨酸蛋白激酶-2基因多態(tài)性與河南農(nóng)村漢族人群2型糖尿病的關(guān)系*

張路寧1)，王重建1)，劉曉田1)，王炳源1)，周浩1)，楊凱麗1)，任義1)，王雪青1)，李玉倩2)#，別榮海1)#

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 4500012)鄭州大學(xué)藥學(xué)院臨床藥理學(xué)系 鄭州 450001

關(guān)鍵詞2型糖尿病;酪氨酸蛋白激酶-2;基因多態(tài)性;交互作用

摘要目的：探討酪氨酸蛋白激酶-2(JAK2)基因rs2230724位點(diǎn)多態(tài)性與河南農(nóng)村漢族人群2型糖尿病易感性的關(guān)系。方法：采用隨機(jī)抽樣的方法選擇河南省某農(nóng)村地區(qū)漢族2型糖尿病患者235人(病例組)和對照278人(對照組)，采用TaqMan熒光探針Real-Time PCR檢測JAK2基因rs2230724位點(diǎn)多態(tài)性；采用logistic 回歸模型分析基因多態(tài)性與2型糖尿病的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度；采用MDR模型及叉生分析探討基因-環(huán)境的交互作用。結(jié)果：病例組和對照組JAK2基因rs2230724位點(diǎn)AA、AG和GG基因型分布頻率差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.008)。調(diào)整年齡、性別等因素后，JAK2基因rs2230724位點(diǎn)突變基因型AG+GG與2型糖尿病易感性下降存在統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)(OR調(diào)整=0.425,95%CI:0.245～0.736)。進(jìn)一步分析顯示，JAK2基因rs2230724 位點(diǎn)與體力活動(dòng)對2型糖尿病易感性的影響存在相乘交互作用(OR調(diào)整=0.583，95%CI:0.405～0.839)。結(jié)論：JAK2基因位點(diǎn)rs2230724多態(tài)性與2型糖尿病易感性存在關(guān)聯(lián)，且該位點(diǎn)基因多態(tài)性和體力活動(dòng)對2型糖尿病的發(fā)生具有交互作用。

AbstractAim: To investigate the association between Janus kinase-2(JAK2) gene rs2230724 locus polymorphism and the susceptibility of type 2 diabetes mellitus(T2DM) in the rural Han population in Henan Province. Methods: A total of 235 T2DM individuals and 278 controls from Henan Han population were collected by random sampling method. The single nucleotide polymorphisms of JAK2 gene rs2230724 were detected using probe-based TaqMan Real-Time PCR assay. The association between JAK2 gene polymorphism and T2DM was evaluated by logistic regression, and the interaction between gene and environment was estimated by multifactor dimensionality reduction model and crossover analysis.Results: The genotype AG, GG and AA frequency of JAK2 gene rs2230724 between case group and control group had significant difference(P=0.008). Further analysis revealed that genotype(AG+GG) of JAK2 gene rs2230724 locus polymorphism decreased the risk of T2DM after adjusting age, gender,etc(adjusted OR=0.425,95%CI:0.245-0.736). The positive interaction between rs2230724 and exercise on the susceptibility of T2DM was observed(adjusted OR=0.583，95%CI:0.405-0.839). Conclusion: JAK2 gene rs2230724 locus polymorphism is associated with the susceptibility of T2DM, and the interaction of gene and physical activity is associated with the risk of T2DM.

2型糖尿病是一種常見的內(nèi)分泌代謝異常性疾病[1]，主要表現(xiàn)為胰島功能缺陷、胰島素分泌不足和血糖升高，由于牽涉遺傳因素和環(huán)境因素的共同作用，至今其病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明[2]。在JAK/STAT介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)通路中，JAK2基因可以激活胰島素受體底物蛋白，進(jìn)而介導(dǎo)胰島素和瘦素分泌的信號通路[3-4]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[5-6]顯示，給予2型糖尿病小鼠JAK/STAT通路抑制劑后，胰島素受體表達(dá)量的減少及胰島素受體底物-1磷酸化水平的降低均可被逆轉(zhuǎn)。目前，國外已有JAK2基因多態(tài)性與胰島素敏感性關(guān)系的相關(guān)研究[7-8]，但在中國漢族人群中關(guān)于JAK2基因多態(tài)性與2型糖尿病易感性的研究尚未見相關(guān)報(bào)道。該研究通過分析JAK2基因多態(tài)性與河南農(nóng)村漢族人群2型糖尿病易感性的相關(guān)性，為進(jìn)一步探討2型糖尿病的發(fā)生機(jī)制及防治策略提供依據(jù)。

1對象與方法

1.1研究對象根據(jù)JAK2基因rs2230724位點(diǎn)變異的最小等位基因頻率估算樣本量，采用系統(tǒng)抽樣的方法從“農(nóng)村糖尿病、肥胖及生活方式”(Rural-Diab)研究人群中隨機(jī)抽取235例2型糖尿病患者(病例組)和278名對照(對照組)作為研究對象。2型糖尿病診斷采用世界衛(wèi)生組織1999年推薦的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]并參照美國糖尿病協(xié)會(huì)2002年修訂標(biāo)準(zhǔn)[10]：既往2型糖尿病史，或正在進(jìn)行降糖治療，或空腹血糖≥7.0 mmol/L為2型糖尿病，并排除1型糖尿病、妊娠糖尿病及其他特殊類型糖尿病。

1.2調(diào)查內(nèi)容與方法采用面對面的方式對研究對象進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)。①問卷調(diào)查：社會(huì)人口學(xué)特征，個(gè)人疾病史，行為危險(xiǎn)因素(吸煙史、飲酒史、體力活動(dòng)、藥物應(yīng)用等)以及膳食情況。②人體測量：身高、體重、腰圍等。③實(shí)驗(yàn)室檢測：抽取研究對象(禁食8 h以上)靜脈血5 mL，分離分裝血漿及白細(xì)胞，保存于-80 ℃的超低溫冰箱待測。

1.3SNPs選擇通過HapMap數(shù)據(jù)庫下載中國漢族人群(CHB)JAK2基因的SNPs信息，導(dǎo)入Haploview 4.2軟件中，設(shè)置最小等位基因頻率(MAF)>0.05，r2>0.8的標(biāo)準(zhǔn)選擇標(biāo)簽SNP，結(jié)果從17個(gè)SNPs中選擇了5個(gè)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，該研究僅分析其中一個(gè)位點(diǎn)rs2230724，該位點(diǎn)位于JAK2基因外顯子區(qū)域。

1.4基因分型采用北京百泰克公司提供的磁珠吸附法試劑盒對研究對象全血基因組DNA進(jìn)行提取。rs2230724位點(diǎn)多態(tài)性采用TaqMan熒光探針Real-Time PCR進(jìn)行基因分型檢測，探針由美國ABI公司設(shè)計(jì)合成。反應(yīng)體系為12 μL，包括5.4 μL超純水，0.1 μL TaqMan探針，6 μL TaqMan Mixture和0.5 μL DNA；反應(yīng)過程是95 ℃預(yù)變性10 min，95 ℃變性15 s，60 ℃退火60 s，40個(gè)循環(huán)。探針標(biāo)記的熒光基團(tuán)為VIC和FAM，紅光為VIC，代表野生純合基因型AA；藍(lán)光為FAM，代表突變純合基因型GG；綠光代表突變雜合基因型AG。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用EpiData 3.1進(jìn)行雙人平行錄入建立數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行邏輯糾錯(cuò)和一致性檢驗(yàn)。采用SAS 9.1進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和χ2檢驗(yàn)比較2組人群的基本特征，采用非條件logistic回歸分析計(jì)算OR及95%CI；采用Stata 12.0分析Hardy-Weinberg平衡；采用多因子降維法(MDR)和logistic回歸分析基因與環(huán)境的交互作用。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2結(jié)果

2.1一般情況病例組和對照組一般情況見表1。

2.2JAK2基因多態(tài)性和2型糖尿病易感性的關(guān)系共檢測到JAK2基因rs2230724位點(diǎn)AA、AG和GG 3種基因型。對照組rs2230724位點(diǎn)基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡(χ2=0.627,P=0.422)，說明納入的樣本具有群體代表性。病例組和對照組AA、AG和GG基因型分布頻率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=9.777,P=0.008)。以野生純合AA為參照基因型，調(diào)整年齡、性別等因素前后，rs2230724位點(diǎn)AG、GG和AG+GG基因型均與2型糖尿病易感性下降具有關(guān)聯(lián)性。病例組和對照組A等位基因與G等位基因的分布頻率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=0.836,95%CI:0.649～1.077)。JAK2基因rs2230724位點(diǎn)基因型在研究人群中的分布頻率見表2。

2.3基因-環(huán)境交互作用分析將rs2230724位點(diǎn)基因型、吸煙、飲酒、高脂飲食、蔬菜水果攝入、體力活動(dòng)、BMI等數(shù)據(jù)導(dǎo)入MDR 2.0軟件，經(jīng)過擬合分析獲得不同交互作用下的最優(yōu)模型。結(jié)果顯示，由rs2230724位點(diǎn)基因型、BMI和體力活動(dòng)3個(gè)因素構(gòu)成的交互模型具有最大的交叉驗(yàn)證一致性和最高的檢驗(yàn)正確率，為最佳交互模型。利用叉生分析原理結(jié)合logistic回歸模型進(jìn)行聯(lián)合交互作用分析結(jié)果顯示，攜帶AG或GG基因型且中、重度體力活動(dòng)者患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)是攜帶AA基因型且輕度體力活動(dòng)者的0.219倍。相乘交互作用分析顯示，rs2230724位點(diǎn)基因型與體力活動(dòng)之間存在相乘交互作用(OR=0.583，95%CI:0.405～0.839)。相加交互作用分析顯示，rs2230724位點(diǎn)基因型與體力活動(dòng)和BMI之間不存在相加交互作用。結(jié)果見表3和表4。

表1　病例組和對照組一般情況

GLU:血糖；Ins：胰島素；TC：膽固醇；TG：甘油三酯；HDL-C：高密度脂蛋白；LDL-C：低密度脂蛋白。

表2　JAK2基因rs2230724不同

*：調(diào)整年齡、性別、吸煙、飲酒、高脂飲食、果蔬攝入、體力活動(dòng)、BMI;#:部分基因型缺失。

表3　rs2230724位點(diǎn)與環(huán)境因素的聯(lián)合作用和相乘交互作用

*：調(diào)整年齡、性別、吸煙、飲酒、高脂飲食、蔬菜水果攝入。

表4　rs2230724位點(diǎn)基因型與體力活動(dòng)、BMI相加交互作用

3討論

JAK激酶是一種非受體型酪氨酸蛋白激酶，包括JAK1、JAK2、JAK3和Tyk2四個(gè)家族成員，不同的細(xì)胞因子受體激活不同的JAK激酶。體外研究[11-13]顯示，JAK2參與了瘦素和胰島素的代謝過程，瘦素受體生理學(xué)作用的發(fā)揮主要由JAK2介導(dǎo)。該研究選取了JAK2變異頻率較高的rs2230724位點(diǎn)，探討其與2型糖尿病遺傳易感性的關(guān)系。

該研究納入的研究對象為河南省漢族自然人群，其中對照組符合Hardy-Weinberg平衡，說明納入的樣本具有較強(qiáng)的群體代表性。分析結(jié)果顯示，病例組和對照組JAK2基因rs2230724位點(diǎn)基因型分布差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；調(diào)整年齡、性別等因素后，rs2230724位點(diǎn)多態(tài)性仍然與2型糖尿病的發(fā)生有關(guān)，突變基因型(AG+GG)與2型糖尿病發(fā)生的危險(xiǎn)度降低密切相關(guān)。該研究與Penas-Steinhardt等[7]對西班牙和意大利人群的研究結(jié)果相一致，但在Ge等[8]的研究中未發(fā)現(xiàn)JAK2基因多態(tài)性與肥胖和胰島素敏感性有關(guān)，其原因可能與種族和地區(qū)差異有關(guān)，也可能與選擇的位點(diǎn)不同有關(guān)。2型糖尿病是一種復(fù)雜的疾病，其發(fā)生與環(huán)境暴露、飲食習(xí)慣以及遺傳因素密切相關(guān)[14]，各因素間存在交互作用。該研究在分析基因-環(huán)境交互作用時(shí)采用了MDR選擇最佳交互作用模型，利用叉生分析原理分析最優(yōu)模型內(nèi)基因與環(huán)境的交互作用，研究結(jié)果顯示，rs2230724 位點(diǎn)基因型與體力活動(dòng)存在相乘交互作用。

綜上所述，作者發(fā)現(xiàn)JAK2基因rs2230724 位點(diǎn)與2型糖尿病遺傳易感性存在關(guān)聯(lián)性，該位點(diǎn)基因多態(tài)性與體力活動(dòng)對2型糖尿病的發(fā)生具有交互作用。該研究與其他病例對照研究一樣，存在一定程度的內(nèi)部偏倚，但在調(diào)整了年齡、性別等混雜因素后，該位點(diǎn)基因多態(tài)性與2型糖尿病仍存在關(guān)聯(lián)。2型糖尿病的病因復(fù)雜，一個(gè)位點(diǎn)變異不能概括該基因?qū)Ρ硇偷淖饔茫裕瑧?yīng)在不同人群中開展基因組流行病學(xué)研究, 逐步闡明易感基因?qū)膊“l(fā)生所起的作用及基因-基因、基因-環(huán)境的交互作用。同時(shí)，該研究樣本量較小，相關(guān)研究結(jié)果需要在大樣本、多中心的前瞻性隊(duì)列研究中進(jìn)行驗(yàn)證。

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(2015-08-20收稿責(zé)任編輯徐春燕)

*國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目U1304821,U1204823,81573243;河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目14HASTIT035;河南省醫(yī)學(xué)科技攻

關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目201401002,201403002;鄭州大學(xué)高端人才支持計(jì)劃項(xiàng)目ZDGD13001

Association of JAK2 gene polymorphism with susceptibility of type 2 diabetes mellitus in Han population from Henan rural area

ZHANGLuning1),WANGChongjian1),LIUXiaotian1),WANGBingyuan1),ZHOUHao1),YANGKaili1),RENYi1),WANGXueqing1),LIYuqian2),BIERonghai1)

1)DepartmentofEpidemiology,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

2)DepartmentofClinicalPharmacology,SchoolofPharmaceuticalSciences,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

Key wordstype 2 diabetes mellitus;Janus kinase-2;gene polymorphism;interaction

中圖分類號R181.2

通信作者：#李玉倩，女，1977年2月生，碩士，講師，研究方向：藥物流行病學(xué)，E-mail:liyuqian0214@126.com；別榮海，男，1968年12月生，博士，教授，研究方向：心血管代謝性疾病，E-mail:bierh2012@126.com

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.01.011