IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性與糖尿病視網(wǎng)膜病變的關(guān)系

安新煥，梁干雄，武會(huì)娟

論 著

IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性與糖尿病視網(wǎng)膜病變的關(guān)系

安新煥1，梁干雄1，武會(huì)娟2

目的 探討白細(xì)胞介素-6(IL-6 gene ，IL-6)基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性與中國(guó)廣東地區(qū)漢族人糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy ,DR)的關(guān)系。方法 在中國(guó)廣東地區(qū)漢族人中，應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(PCR-RFLP )方法,對(duì)245例2型糖尿病(T2DM)患者，其中正常眼底即DR0組153例，非增殖期視網(wǎng)膜病變即DR1組51例，增殖期視網(wǎng)膜病變即DR2組41例，和101例健康對(duì)照者(NC組)的IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性進(jìn)行了檢測(cè)，并比較分析各組間基因型頻率和等位基因頻率以及相關(guān)臨床資料。結(jié)果 (1)DR0、 DR1、 DR2三組間在年齡、性別、血壓、體重指數(shù)、腰臀比、空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血紅蛋白A1c、血脂等指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而病程在三組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=19.05，P<0.05)。(2) 基因型GG在NC、DR0、DR1、DR2各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=20.839，P=0.002)，DR1、DR2組GG基因型明顯高于DR0組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.615，P=0.022)；等位基因G在NC、DR0、DR1、DR2各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=11.687，P=0.009)，但兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(3)Logistic回歸分析表明，IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634G/G 基因型、病程及空腹血糖是DR發(fā)生的危險(xiǎn)因素。結(jié)論 在中國(guó)廣東地區(qū)漢族人中，IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634 G/G基因型是DR的遺傳危險(xiǎn)因素。

白細(xì)胞介素-6基因；啟動(dòng)子區(qū)；多態(tài)性 ；糖尿病視網(wǎng)膜病變

視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy ,DR)是糖尿病(diabetes mellitus，DM)常見且難治的并發(fā)癥之一, 在歐美各國(guó)四大致盲眼病中占第二位, 在我國(guó)也是主要致盲病之一[1]。DR的發(fā)病機(jī)制主要和環(huán)境與遺傳因素有關(guān)。炎性反應(yīng)的核心細(xì)胞因子IL-6在房水和玻璃體液中的濃度與DR的嚴(yán)重程度高度相關(guān)。有研究表明[2]，IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)存在-643C/G多態(tài)性，且與IL-6表達(dá)有關(guān),目前有關(guān)此多態(tài)性與DM視網(wǎng)膜病變的關(guān)系未見報(bào)道。為此，筆者選取2012-01至2013-03我院住院患者245例，就此多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)，旨在探討IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性是否與中國(guó)廣東地區(qū)漢族人DR存在關(guān)聯(lián)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 所有患者均符合1991年WHO T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)且彼此間無(wú)親緣關(guān)系。按眼底鏡檢查結(jié)果分為無(wú)DR組(DR0組)、非增殖期DM視網(wǎng)膜病變組(DR1組)和增殖期DM視網(wǎng)膜病變組(DR2組)。無(wú)DM、高血壓病家族史，且血糖、血脂、血壓均正常者作為對(duì)照組(NC組)。DR0組153例，男77例，女76例，平均(50.74±14.69)歲；DR1組51例，男19例，女32例，平均(55.06±13.81)歲；DR2組41例，男17例，女24例，平均(61.12±9.62)歲； NC組健康對(duì)照者101名，男56名，女45名，平均(47.51±8.21)歲。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 選用QIAamp DNA Mini kit試劑盒按說(shuō)明書提取模板DNA。

1.2.2 IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性檢測(cè) 采用PCR-RFLP方法檢測(cè)。引物參照kitamura等[2]報(bào)道的文獻(xiàn)設(shè)計(jì)，由北京市理化分析測(cè)試中心合成，上游引物為：5′-GAGACGCCTTGAAGTAACTG-3′，下游引物為5′-AACCAAAGAT GTTCTGAACTGA-3′。PCR反應(yīng)體系：模板1 μl，其余組分的最終濃度分別為dNTP 56 μmol/L，引物(一對(duì))30 μmol/L，Taq DNA聚合酶5 U,10倍的反應(yīng)緩沖液5 μl, 鎂離子2.0 mmol/L，加雙蒸水至50 μl。PCR反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性5 min，然后94 ℃變性45 s，60 ℃退火45 s，72 ℃延伸60 s,共30個(gè)循環(huán)，終末延伸72 ℃， 5 min。在BIO-RAD S1000基因擴(kuò)增儀(美國(guó)BIO-RAD公司生產(chǎn))中進(jìn)行PCR，產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳證實(shí)，然后以限制性內(nèi)切酶MbiI(BsrBI)進(jìn)行消化9 h，消化產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳(電壓80 v，時(shí)間45 min)及溴化乙錠染色后采用Gel Doc 1000紫外檢測(cè)系統(tǒng)(美國(guó)BIO-RAD公司)觀察結(jié)果(圖1)。

圖1 酶解后瓊脂糖凝膠電泳

M為DNA分子量標(biāo)記；1、4為GG基因型，2、8為CG基因型，3、5、6、7為CC基因型

PCR擴(kuò)增的目的片段長(zhǎng)度為180 bp，據(jù)酶切后產(chǎn)生片段長(zhǎng)度的不同判斷基因型，CC基因型為180 bp一條片段，CG基因型為180 bp 、120 bp、 60 bp 三條片段，GG基因型為120 bp和60 bp兩條片斷(60 bp片段看不到)。對(duì)酶切后確認(rèn)基因型為CC型和GG型的兩份標(biāo)本進(jìn)行測(cè)序(圖2)，以證實(shí)酶切后確認(rèn)的基因型是否正確 。

A

B

1.2.3 臨床及生化指標(biāo)檢測(cè) 全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血糖、血脂，用親和層析法測(cè)HbA1C，測(cè)量身高、體重、腰圍、臀圍，并計(jì)算體重指數(shù)(body mass index ，BMI)和腰臀比(waist hip ratio, WHR)。

2 結(jié) 果

2.1 DM三組臨床及生化指標(biāo)比較 由表1可見，DR0 、DR1、 DR2三組在年齡、血壓、BMI、WHR、空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、餐后2 h血糖( 2 hour postprandial plasma glucose,2 hPG)、糖化血紅蛋白A1c(glycosylated hemoglobin A1c,HbA1C)、三酰甘油(triacylglycerol,TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)等指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但病程三組間比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=19.05，P<0.05)。

2.2 各組間基因型頻率和等位基因頻率比較 由表2可見，基因型GG在NC、DR0、DR1、DR2各組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=20.839，P=0.002)，DR組GG基因型明顯高于DR0組， 且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (χ2=

7.615，P=0.022)；等位基因G在NC、DR0、DR1、DR2各組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=11.687，P=0.009)，但兩兩組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 DR相關(guān)危險(xiǎn)因素的Logistic回歸分析 IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634G/G基因型、病程及空腹血糖是DR發(fā)生的危險(xiǎn)因素，見表3。

表1 糖尿病視網(wǎng)膜病變各組間臨床資料對(duì)比 ±s)

注： 與DR0組比較，①P<0.05；與DR1組比較，②P<0.05

表2 糖尿病視網(wǎng)膜病變各組IL-6基因頻率和等位基因 (n;%)

注：表內(nèi)顯示例數(shù)(頻數(shù))

表3 Logistic回歸分析結(jié)果

3 討 論

DR在我國(guó)是主要致盲病之一。我國(guó)DM 患者中DR發(fā)生率為25.12%, 且初診的T2DM患者中DR發(fā)生率就高達(dá)12.14%。正因?yàn)槿绱?，DM及DR已成為世界各國(guó)疾病防治和研究的重點(diǎn)，在我國(guó)顯得尤其重要。

DR的發(fā)病機(jī)制是環(huán)境和遺傳因素共同作用。DM發(fā)生后，由于高血糖的作用，葡萄糖自身氧化、蛋白質(zhì)非酶糖基化增強(qiáng)，多元醇通路激活，抗氧化系統(tǒng)清除能力減弱，氧化應(yīng)激增強(qiáng)，使單核細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)增多，促炎性反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子-核因子-кB(transcription factor nuclear factor-к,BNF-кB)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生炎性反應(yīng)，使炎性反應(yīng)細(xì)胞因子IL-6、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor ,TNF)-α等增加，引起炎性反應(yīng)的放大及惡性循環(huán)。越來(lái)越多的證據(jù)顯示，糖基化終末產(chǎn)物(glycation end products,AGEs)和其受體(RAGE)結(jié)合能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激，引起炎性反應(yīng)和( 或) 血栓形成，參與DM血管病變發(fā)病機(jī)制。在DM視網(wǎng)膜病變晚期，AGEs不可逆轉(zhuǎn)地在視網(wǎng)膜毛細(xì)血管細(xì)胞內(nèi)堆積，AGEs和RAGE相互作用激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，繼而生成過(guò)量ROS并激活caspase 3，進(jìn)一步引起細(xì)胞損傷并觸發(fā)細(xì)胞凋亡[3]。作為炎性反應(yīng)的核心細(xì)胞因子IL-6，DM視網(wǎng)膜病變患者淚液中IL-6表達(dá)量明顯高于DM無(wú)視網(wǎng)膜病變患者[4]，其在房水、玻璃體及淚液中的濃度與DR的嚴(yán)重程度高度相關(guān)[5],并且活動(dòng)性DM增殖期視網(wǎng)膜病變(PDR) IL-6水平明顯高于靜止PDR[6,7]。最近研究發(fā)現(xiàn)，血清中IL-6在DM及非增殖期DM視網(wǎng)膜病變患者中無(wú)差異，而在增殖期DM視網(wǎng)膜病變患者中明顯升高[8]；彭灣灣等[9]也發(fā)現(xiàn)，血清IL-6含量與DR的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)；體外培養(yǎng)視網(wǎng)膜Muller細(xì)胞顯示：糖化蛋白終末產(chǎn)物可引起視網(wǎng)膜Muller細(xì)胞產(chǎn)生IL-6，并且存在劑量依賴關(guān)系，IL-6的增加與DR的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

DR 的顯著特征是血-視網(wǎng)膜屏障損害, 研究發(fā)現(xiàn)血-視網(wǎng)膜屏障損害與細(xì)胞 因子之間存在著密切關(guān)系。高血糖首先引起的是眼局部血液動(dòng)力學(xué)的改變, 繼之大量糖基化終末產(chǎn)物誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子, 引起視網(wǎng)膜組織缺血, 血-視網(wǎng)膜屏障破壞導(dǎo)致視網(wǎng)膜病變的產(chǎn)生。IL -6可能是 DR 的主要介質(zhì), 通過(guò)誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子促進(jìn)新生血管形成和增加血管滲透性, 同時(shí)通過(guò)改變內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)來(lái)增加內(nèi)皮細(xì)胞通透性, 與DR 嚴(yán)重程度密切相關(guān)[10]。

本研究結(jié)果顯示，NC組GG基因型頻率高于DR0組，這種差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，隨著病情加重，GG基因型頻率有增高的趨勢(shì)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。為評(píng)價(jià)IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634C/G多態(tài)性和一些臨床因素與DR的關(guān)系，用逐步選擇法作Logistic回歸分析表明IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634G/G 基因型、空腹血糖及病程是DR發(fā)生的危險(xiǎn)因素。在中國(guó)廣東地區(qū)漢族人中，IL-6基因啟動(dòng)子區(qū)-634 G/G基因型是DR的遺傳危險(xiǎn)因素，而在其他地區(qū)漢族人中未見報(bào)道，在廣東地區(qū)少數(shù)民族人口中亦未見報(bào)道。等位基因G在NC、DR0、DR1、DR2各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但兩兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可見，等位基因G與DR的發(fā)生發(fā)展關(guān)系不大。

有學(xué)者在IL-6 基因-634C/G多態(tài)性研究中進(jìn)行體外單核細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)GG基因型攜帶者的單核細(xì)胞IL-6含量及分泌能力均明顯增加，進(jìn)一步提示IL-6 基因與DR的密切關(guān)系[2]。然而，DR患者IL-6基因表達(dá)和產(chǎn)物產(chǎn)生的精確機(jī)制并不十分清楚，IL-6與DM 、DR的關(guān)系，尚待深入探討。

[1] Malone J I , Morrison A D , Pavan P ,etal.Prevalence and significance of retinopathy in subjects with 1 diabetes of less than 5 years duration screened for the diabetes control and complications trial [J].Diabetes Care, 2001,24(3):522-526.

[2] Kitamura A, Hasegawa G, Obayashi H,etal. Interleukin-6 polymorphism (-634C/G) in the promotor region and the progression of diabetic nephropathy in type 2 diabetes. Diabetes med,2002,19(12):1000-1005.

[3] Sheikpranbabu S,Haribalaganesh R,Banumathi E,etal.Pigment epithelium-derivedfactorinhibitsad vancedglycationend-product-inducedangiogenesisandstimulates apoptosisinretinal endothelial cells[J]． Life Sci，2009，85:719-731．

[4] 張 潔，王偉超，張慶玉，等.2型糖尿病患者淚液白細(xì)胞介素6的表達(dá)[J].江蘇醫(yī)藥，2013，39(3)：285-286.

[5] 周 林，孫 昊，徐 岬，等.VEGFIL-6的水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變關(guān)系的研究[J].眼科學(xué)報(bào)，2010，25(1)：26-30.

[6] Funatsu H, Yamashita H, Noma H,etal.Aqueous humor levels of cytokines are related to vitreous levels and progression of diabetic retinopathy in diabetic patients[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2005,243(1):3-8.

[7] 張 潔，王偉超，劉素波，等.不同分期糖尿病視網(wǎng)膜病變淚液IL- 6的表達(dá)[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2012，22(14)：51-54.

[8] Carin, Gustavsson，Carl D，etal.Profile of intraocular tumour necrosis factor-α and interleukin-6 in diabetic subjects with different degrees of diabetic retinopathy [J]. Acta ophthalmologica, 2013,91(5):445-452.

[9] 彭灣灣，曾姣娥.PEDF IL-6與2型糖尿病視網(wǎng)膜病變的臨床研究[J].醫(yī)學(xué)研究雜志，2013，42(10)：155-157.

[10] 蔣 玲,呂紅彬.細(xì)胞因子與糖尿病視網(wǎng)膜病變的研究進(jìn)展[J].眼科研究,2009,27(12):1166-1167.

(2014-04-10收稿 2014-08-11修回)

(責(zé)任編輯 郭 青)

Association of IL-6 gene promoter region -643C/G polymorphism with diabetic retinopathy

AN Xinhuan1,LANG Ganxiong1, and WU Huijuan2.

1.Department of Diabetes，Zhongshan People’s Hospital, Zhongshan 528400, China; 2. Beijing Physical and Chemical Analysis and Testing Center, Beijing 100094,China

Objective To investigate the association of IL-6 gene promoter region -643C/G polymorphism with diabetic retinopathy. Methods The polymorphism of IL-6 gene promoter region -634 C/G in 245 unrelated Guangdong Han people with type 2 diabetes ,including 153 cases without diabetic retinopathy (DR0 group) ,51 cases without proliferative diabetic retinopathy (NPDR)(DR1 group), 41 cases with proliferative diabetic retinopathy (PDR) (DR2 group), and 101 normal controls(NC group) were detected by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) methods. The genotype frequency, allele frequency and relative clinical data were compared between groups. Results (1)There were no significant differences in the clinical characteristics except for diabetic duration among DR0， DR1， DR2 groups. (2) The frequencies of IL-6-643 G/G genotype and G allele frequencies among DR0 DR1 DR2 groups were statistically different. There were significantly different in GG genotype between DR0 and DR group,comparison between any two means were not significant differences in G allele frequencies.(3) Logistic regression analysis showed that IL-6 gene promoter region-643G/G genotype，fasting plasma glucose and diabetic duration were risk factors of DR. Conclusions The IL-6 promoter region-643G/G genotype may be a genetic risk factor of DR development.

IL-6 gene; promoter region; polymorphism; diabetic retinopathy

廣東省中山市科技局基金資助項(xiàng)目(2006A035)

安新煥，碩士，副主任醫(yī)師，E-mail:axh1998@sina.com

1. 528400，廣東省中山市人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，2. 100094，北京市理化分析測(cè)試中心

R75 .1