Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平关系的研究

1、Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平关系的研究摘要：目的：探讨信号识别颗粒受体（Srpr）基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关系。方法：在小鼠Srpr基因中寻找位于编码区的遗传变异，在14种品系共270只小鼠中分析该遗传变异与小鼠血液胰岛素及瘦素水平间的关联。进一步分析Srpr基因所在染色体区域（Ch34.6Mb35.6Mb）所有基因在胰岛B细胞和脂肪细胞的表达情况，以进一步确定Srpr基因与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关联。结果：在小鼠Srpr基因中寻找编码区突变遗传变异Leu104Ser,携带104Ser遗传变异的小鼠血液胰岛素及瘦素水平明

2、显升高（P值均0.01）。并且Srpr基因是附近10Mb染色体区域唯一在胰岛B细胞和脂肪细胞高表达的基因。结论：Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平升高有关，提示Srpr基因可能参与肥胖及糖尿病的发生。关键词：信号识别颗粒受体（Srpr）；遗传变异；胰岛素；瘦素近年来随着经济的高速发展，我国肥胖和糖尿病的现患率迅速上升，成为危害我国人口健康的重要公共卫生问题。而肥胖和糖尿病又往往是密切相关的，有必要深入研究两者共同的发病机制。有研究发现机体暴露于高血糖环境时，其胰岛B细胞中信号识别颗粒受体(Srpr)基因的mRNA和蛋白表达水平均发生明显变化，提示Srpr基因可能参

3、与肥胖及糖尿病的发生。血液胰岛素及瘦素水平在肥胖和糖尿病患者常发生明显改变，是肥胖和糖尿病重要的生物标志物。本研究分析Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关系，为上述学术假说进一步提供理论依据。研究方法一、在小鼠Srpr基因中寻找编码区的遗传变异采用小鼠基因型数据库(MouseGenomeDatabase，MGD，/)寻找小鼠Mknk1基因中编码区的遗传变异。二、分析小鼠Srpr基因编码区遗传变异与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关系采用小鼠表型数据库(MousePhenomeDatabase，MPD，http：/pheno

4、/)，分析小鼠Srpr基因编码区遗传变异与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关系。数据来自MPD数据库的Naggert1项目(MPD：143)。Naggert1项目采用ELISA法观察了小鼠的血液胰岛素及瘦素水平。本研究总共分析了14种品系计270只，这14种品系小鼠分别为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、分析相关染色体区域(Chr9：34.6Mb35.6Mb)所有基因在胰岛B细胞

5、和脂肪细胞的表达情况为进一步确认上述与胰岛素和瘦素水平的关联确为Srpr基因遗传变异所致，本研究分析了Srpr基因所在染色体区域(Ch34.6Mb35.6Mb)所有基因在胰岛B细胞和脂肪细胞的表达情况。基因在胰岛B细胞表达情况采用BetaCellBiologyConsortium的EPConDB数据库(DatabaseofTranscribedSequences(DoTS)forelementsonthePancChip，http：//EPConDB/)获得；在脂肪组织的表达情况采用IGTC数据库(InternationalGeneTrapConsortiu

6、m，/)获得。结果MGD数据库报道了一种小鼠Srpr基因中编码区的遗传变异Leu104Ser。本研究中有四种小鼠品系携带了104Ser突变基因型，其余10种均为104Leu野生基因型。统计分析发现，无论是雄性小鼠还是雌性小鼠，携带了104Ser突变基因型的小鼠血液中胰岛素和瘦素水平均明显下降(P值均0.01)进一步分析基因在胰岛B细胞和脂肪细胞的表达情况，发现Srpr基因是附近10Mb染色体区域17个蛋白质编码基因中，唯一在胰岛B细胞和脂肪细胞高表达的基因。证实上述关联即由Srpr基因遗传变异所致。讨论Srpr蛋白在细胞内的内质网极为丰富。内质网是真核细胞中钙离

7、子贮存库，也是调节蛋白质合成及合成后加工、折叠和聚集的场所，是一种重要的细胞器。近年来，在生物医学研究领域中由现了一个新概念一一“内质网应激”(ERstress)，即在饥饿、影响钙离子平衡的药物、影响蛋白质翻译后修饰、结构异常蛋白堆积以及一些有害因素等的诱发下，导致细胞内质网内稳态失衡、生理功能发生紊乱的一种亚细胞器的病理过程。研究发现内质网应激是肥胖、胰岛素抵抗及糖尿病发病的重要病理机制。正因为Srpr基因在内质网结构高度表达，并与内质网加工、处理合成后蛋白的功能密切相关(GO：0006886和GO：0006614；KEGG03060)，所以Srpr基因可能会影响内质网应激这个病理过程，进而

8、与肥胖、胰岛素抵抗及糖尿病发病相关。本文所分析的遗传变异Leu104Ser位于Srpr基因的编码区，推测其会明显影响Srpr基因功能。进一步生物信息学分析支持这种判断：笔者采用两个常用的遗传变异生物功能预测软件SIFT(http：//sift/SIFT.html)和PolyPhen(http：//pph/)，分析第104位氨基酸残基由亮氨酸突变为丝氨酸对Srpr蛋白功能的影响，结果两种软件分析均提示Leu104Sern可能是一个有害的突变。以上生物信息学分析支持本研究Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液

9、胰岛素及瘦素水平升高有关的发现。更进一步地，Srpr基因是附近10Mb染色体区域中，唯一在胰岛B细胞和脂肪细胞高表达的基因。所以Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平的关联，不太可能是由Srpr基因周围其他功能基因造成的假阳性反应（“Marker”效应）。综上所述，Srpr基因遗传变异Leu104Ser与小鼠血液胰岛素及瘦素水平升高有关，提示Srpr基因可能通过“内质网应激”机制参与肥胖及糖尿病的发生。参考文献：1中华医学会糖尿病学分会.中国n型糖尿病防治指南.（2010年版，讨论稿）2010.11.20苏州2WebbGC，AkbarMS，ZhaoC，SteinerDF.Exprssio

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