研究背景代谢综合征是一组复杂的代谢紊乱症候群,指人体蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质发生代谢紊乱的病理状态。其基本特点包括:糖代谢紊乱;高凝血、低纤溶血症;脂代谢紊乱;高血压;肥胖或超重;血管内皮功能障碍;高尿酸血症;微量白蛋白尿;高同型半胱氨酸血症等。目前代谢综合征的发病机制并不明确,大多认为由遗传因素与环境因素共同决定,其中中心性肥胖是代谢综合征的关键始动因素,胰岛素抵抗是发病的中心环节,慢性轻度炎症促进代谢综合征的发展。代谢综合征与心血管死亡率增加密切相关,这使本病的预后更加严重。根据美国第三次全国健康和营养调查,20岁以上美国人口代谢综合征患病率约为24%,我国尚缺乏相关大规模流行病学调查,以现有结果估算,20-74岁人群代谢综合征患病率约为17%,因此,该病已成为严重影响我国人民身心健康和国民经济、社会发展和稳定的重要公共卫生问题之一。近年发现一种在肝脏特异性表达的蛋白——Fetuin B,在非酒精性脂肪肝、胰岛素抵抗等代谢紊乱情况下表达增加。FetuinB蛋白最早由Olivier等人在1999年发现;随着研究不断发展,其在能量代谢、癌症及生殖发育等多种病理生理过程中的作用不断被发现,其中最受关注的是其在糖脂代谢过程中的作用。动物、细胞实验发现,伴随脂肪肝和糖尿病,FetuinB水平显著升高,然而与此相关的人群研究则很匮乏。本次研究对1523名普通社区居民进行横断面调查,包括问卷调查、体格检查及实验室检查等,收集研究对象的一般人口学及体格检查、生活方式资料,代谢综合征相关指标,通过检测血清Fetuin B水平,并对编码Fetuin B的FETUB基因常见变异(单核苷酸多态性,SNP)基因分型;最后运用分子细胞实验验证FetuinB与代谢综合征的关系。研究目的通过横断面调查,测量该人群代谢综合征相关生物学指标,包括血压,腰围,臀围,甘油三脂,总胆固醇,高密度脂蛋白,低密度脂蛋白,空腹血糖,空腹胰岛素,肝脏脂肪含量及血清FetuinB水平。目的一:判断该人群代谢综合征发生情况及其与血清FetuinB水平的关系;目的二:对四个tagSNP(标签SNPs)位点进行基因分型,分析其与代谢综合征的关联性;目的三:在分子细胞水平探讨Fetuin B与代谢综合征中肝脏脂肪含量的关系。为探索Fetuin B在肝内甘油三酯含量升高与代谢综合征关系中的作用供理论依据,探究Fetuin B作为分子标志物在代谢综合征中的流行病学意义。研究内容和方法采用分子流行病学及分子生物学方法,从人群,细胞,基因三个层面对代谢综合征与胎球蛋白Fetuin B之间的关系进行研究。1.分子流行病学研究:研究对象来自福建省厦门市莲前社区40岁以上中心性肥胖人群(男性腰围≥90cm,女性腰围≥80cm),共纳入1523例,进行横断面调查。所有研究对象均具有正常认知和自主行动能力,排除标准包括恶性肿瘤,严重急、慢性并发症等。通过问卷调查掌握研究对象的人口统计学及生活方式等资料,问卷调查及体格检查由统一培训的调查员进行,并收集外周静脉血,进行实验室生化检测。血清Fetuin B水平运用ELISA方法测定。将上述数据录入Stata 12.0进行数据整理。连续性变量采用平均数±标准差表示,其差异应用t检验或方差分析检验;离散性变量采用构成比表示,其差异应用卡方检验,Logistic回归分析检验血清Fetuin B水平与MS的关系,用OR值及95%CI表示关联强度。2.遗传流行病学研究(FETUB基因单核苷酸多态性与代谢综合征的关联性研究):FETUB数据来自国际人类基因组单体型图计划(The International HapMap Project)三期数据中国北京汉族人口,发布于2010年8月28日。应用Haploview4.2筛选TagSNP,设置筛选条件最小等位基因频率MAFs≥0.05,连锁不平衡参数r2≥0.8。提取血液基因组DNA,PCR法检测tagSNP位点多态性。应用Stata 12.0软件对FETUB基因单个SNPs与MS的关系进行分析,SNP位点的基因型分布采用频数百分比表示,分析过程中,首先应用共显性模型进行分析;当存在显著性关系情况下,分别应用显性模型、隐性模型及相加模型加以分析,以探索最合适的模型。3.分子生物学研究:应用HepG2细胞株,对细胞进行棕榈酸、FetuinB蛋白及二者共处理,研究肝内甘油三酯含量升高与FetuinB水平的关联性。应用油红染色,甘油三酯检测,ELISA,qRT-PCR等技术探讨FetuinB蛋白与肝内甘油三酯含量升高的相互作用机制,并探究两者的上下游关系。研究结果本次横断面研究共纳入1523例研究对象,剔除含数据缺失及异常值(<Mean-2*SD或>Mean+2*SD)的样本,最终分析纳入1188例(78.00%);其中男性 357 例(30.05%),女性 831 例(69.95%),平均年龄为 53.50(±7.03)。代谢综合征患者752例(63.30%),非代谢综合征患者436例(36.70%)。代谢综合征患者人群与非代谢综合征人群相比,男性比例明显增高,年龄显著增大,吸烟饮酒的情况更为普遍;并且代谢综合征患者血压明显增高,BMI显著增大,腰围、臀围及腰臀比更高;血浆甘油三酯及总胆固醇水平显著增加,而高密度脂蛋白水平显著降低;空腹血糖、空腹胰岛素、HOMA-IR、2h-PG及HbA1c水平显著高于对照组。代谢综合征患者血清FetuinB水平明显高于非代谢综合征患者,对Fetuin B浓度进行单因素线性回归分析发现:甘油三酯、总胆固醇、空腹胰岛素、HOMA-IR、HbA1c水平与血清Fetuin B浓度呈显著正相关;腰臀比、HDL、2h-PG与血清FetuinB成负相关。多元线性回归发现,FetuinB蛋白水平与甘油三酯,空腹胰岛素成正相关,与腰臀比成负相关。应用Logistic回归分析代谢综合征与FetuinB蛋白的关联性,经过多种混杂因素的校正,结果显示FetuinB水平每增加一个标准差,胰岛素抵抗风险增加15.0%(95%CI:1.010-1.312),代谢综合征风险增加 15.6%(95%CI:1.012-1.319)。FETUB基因位于人3号染色体3q27,全长17181bp。对FETUB基因tag SNPs进行筛选,共筛选出 4 个 tagSNP:rs1047115,rs3733159,rs6785067,rs4686434。对四个位点的多态性数据进行分析检验,结果表明,FETUB四个常见遗传变异位点的基因型与代谢综合征没有显著性关联;但与血清FetuinB水平显著相关:rs3733159为A>C突变,其中CC型Fetuin B浓度最高,然后依次为AC与AA型;rs1047115为T>G突变位点,其中GG型FetuinB浓度最高,然后为GT与TT型;rs6785067为G>A突变位点,其中GG型Fetuin B浓度最高,然后为AG型与AA型;rs4686434为A>G突变,其中AA型Fetuin B浓度最高,然后为AG型与GG型。本研究同时随机选择456例人群样本应用MRI技术检测肝内甘油三酯含量,经检测肝内甘油三酯含量均数为13.77%,最大值为52.62%,最小值为0.13%。肝内甘油三酯含量统计分析发现,根据血清FetuinB浓度三分位数将研究对象分为三组,结果表明三组间甘油三酯水平存在显著差异,高血清FetuinB浓度组肝内甘油三酯含量显著增高。最后我们对Fetuin B蛋白参与肝内甘油三酯含量升高的机制进行了初步探讨。首先构建了棕榈酸诱导的肝细胞脂质蓄积模型,油红染色和细胞甘油三酯含量检测发现细胞出现显著的脂肪蓄积;qRT-PCR检测发现脂肪合成相关基因的转录水平明显升高;并且脂肪蓄积模型FetuinB蛋白的分泌增加。然而,油红染色及甘油三酯含量检测发现Fetuin B蛋白处理没有引起肝细胞脂滴量增加;qRT-PCR检测脂肪代谢及脂肪合成相关基因的转录水平也未见明显变化。研究结论本研究中我们围绕胎球蛋白FetuinB与代谢综合征的关系,运用分子流行病学和分子生物学方法,在人群与细胞水平探讨二者之间的关系。在人群研究中,发现血清FetuinB水平在代谢综合征患者中显著增高,同时血清FetuinB与高血压、肥胖及胰岛素抵抗密切相关。并且,FetuinB水平每增加一个标准差,胰岛素抵抗风险将增加15.0%(95%CI:1.010-1.312),代谢综合征风险将增加 15.6%(95%CI:1.012-1.319)。FETUB基因tSNPs基因型仅与Fetuin B浓度相关,而与代谢综合征无显著性关联。同时,血清FetuinB水平与肝脏甘油三酯含量呈正相关,提示血清Fetuin B水平与非酒精性脂肪变性存在密切关联。因此,我们对FetuinB蛋白与肝内甘油三酯含量升高关系进行了分子水平的研究。发现FetuinB蛋白的分泌水平在脂质蓄积模型中显著增加;但在FetuinB蛋白处理的肝细胞中,没有出现肝细胞脂质蓄积现象。综合以上结论,我们认为血清Fetuin B水平与代谢综合征存在明显的相关性;然而是否作为肝内甘油三酯含量升高与代谢综合征的中间桥梁影响代谢综合征的发生仍需要进一步研究。