维生素D受体基因多态性的研究进展

【摘要】  维生素D受体（Vitamin D receptor, VDR）基因存在4个单核苷酸多态性位点TaqⅠ、BsmⅠ、ApaⅠ、FokI，并与许多疾病发生有关。本文主要介绍了VDR的结构及功能，以及VDR基因多态性和与其相关的疾病。

【关键词】  维生素D受体 基因多态性 骨密度 糖尿病

    1  张薇薇．维生素D及其受体基因多态性与1型糖尿病．中国综合临床，2006,22（10）：953-954.

    维生素D是人体必须的一种维生素，属于脂溶性维生素,也是一种类固醇激素。其活性形式是1,25-二羟胆骨化醇（1,25-dihydroxycholecalciferol，1,25-（OH）2D3），1,25-（OH）2D3在体内具有多方面活性，如调节肾、肠道钙、磷代谢及组织生长分化等功能，其功能主要是通过维生素D受体来介导的, 因而对其受体的研究也就成为近年来研究的热点。

    维生素D受体（Vitamin D receptor, VDR）为亲核蛋白，由427个氨基酸残基组成,属于类固醇激素/甲状腺受体超家族的成员,其与1,25-（OH）2D3结合后,该复合物可与靶基因上游启动子区或调控区域上的特定DNA序列相结合,进而对靶基因的转录表达进行调控。VDR从N端到C端共有6个功能区（A～E）,每个功能区分工不同但又相互协调，其中A/B区为N端短区,是不依赖于配体的具有组织细胞特异性的转录激活自主调节功能区。C区为DNA结合区（DNA-binding damain，DBD）,由VDR外显子Ⅱ、Ⅲ编码,通过两个锌指结构选择性地识别靶基因上的维生素D反应元件（Vitamin D responsive element,VDRE）,并以此改变局部DNA的构象,在其他协同转录激活/抑制因子和AF1、AF2两个亚区的共同参与下激活转录过程,进行基因表达和调控。D区为绞合区（Hinge region）,该区具有很高的免疫原性,但其确切的结构和功能还不清楚,也许和核定位有关。E区为配体结合区（ligand- binding damain, LBD）,由VDR基因外显子V-IX编码。该区与1,25-（OH）2D3有较高的亲和力。另外,该区还介导与类视黄醇X受体（retinoid X receptor，RXR）形成异二聚体,增强其与VDRE的结合能力［1］。

    2  VDR基因及其多态性

    人类VDR基因位于常染色体12q12-14,是甾体类受体超家族中的一员,由14个外显子和数个内含子组成,总长度约75kb。5’端非编码区包括外显子1A、1B、1C、1D、1E、1F,另外8个外显子（外显子2-9）编码基因的蛋白产物。关于VDR基因多态性的研究,目前发现与个体生长发育及人类疾病相关的基因多态性分别对应限制性内切酶TaqⅠ、BsmⅠ、ApaⅠ、FokI的酶切位点,依次位于第8内含子、第8内含子、第9外显子及第2外显子上。一般用t、b、a、f表示存在这4种内切酶的多态性位点,用T、B、A、F表示缺乏这4种内切酶多态性位点。根据近年来国内外有关VDR等位基因频率分布的研究报道表明，VDR等位基因分布因人种不同而有较大差异。如BsmI位点,在我国B等位基因频率不到10%,与韩国人相似（11%左右）,略低于日本人（15%～20%）,而在高加索人群中B等位基因频率达35%以上。就基因型而言,我国以bb型较多,达90%以上,Bb型次之,而BB型不足2%;而在高加索人群中,则以Bb型居多,为45%～55%,而BB型达18%以上［2］。

3  VDR基因相关疾病

    3.1  VDR基因多态性与骨密度  自 1994年Morrison首次报道维生素D受体基因多态性与骨密度的关系以来，VDR基因作为影响骨代谢及骨密度，预测某些疾病危险性的候选基因而备受重视。骨密度通常指骨矿物质密度（bone mineral density，BMD），是评价骨量,预测骨质疏松、骨折等疾病易患性的重要指标，是临床内分泌代谢研究中常用的生理指标，骨密度研究常以腰椎、股骨颈BDM为主。75%～80%的BDM差异与遗传因素有关。VDR基因与骨密度的关系在不同种族、不同性别、不同年龄、不同部位及不同饮食习惯的研究中结果不尽相同。就人种学来说,汉族、蒙族和日本、韩国属于蒙古人种,哈萨克族、维族和欧美国家同属高加索人种。在张红红等［3］的研究中首先获得了中国汉族和蒙族VDR基因多态性的分布频率,结果显示汉族和蒙族均以bb基因型最多,分别为90.5%、69.67%和50%,这与韩国、日本接近,但是,汉族未检测出BB基因型。不同民族VDR基因多态性分布可能与人群所处的生活习惯和地理环境等密切相关［4］。

    对于男性不同年龄组的研究,Bell等［5］检测了39名成年黑人组及44名成年白人组,年龄在20～40岁之间,发现腰椎BMD与ApaⅠ位点基因型在两组均相关, 而TaqⅠ、BsmⅠ、FokⅠ位点基因型与腰椎BMD在两组均不相关；股骨颈处BMD与黑人相关；桡骨的BMD与白人相关。Strandberg等［6］检测了88例健康青春期男孩，平均年龄16.9岁,发现FokⅠ位点基因型与腰椎及全身BMD相关，与股骨颈BMD不相关。

    3.2  VDR基因多态性与骨质疏松  VDR被认为是骨质疏松的候选基因。在VDR与骨质疏松相关性的研究中，Lucotte等［7］检测了124例45～90岁绝经期后法国骨质疏松妇女，发现FokI位点基因型在骨质疏松组与对照组无明显差异。但对98例75岁以下病人分析，ff型较FF型及Ff型个体在股骨颈处BMD值明显降低，表明绝经期后法国妇女ff基因型与股骨颈处较低BMD值相关。

    3.3  VDR基因多态性与身高  VDR基因多态性与身高的关系，在各位点的研究结果不同。Mattias Lorentzon等在对90名健康高加索男性成人的研究中发现,BB基因型个体无论在出生时,还是在青春发育期及发育期后,身高都比Bb型和bb型个体低（P=0.005～0.008）。他们认为在高加索人群中,父母身高，个体出生时身高，个体出生时体重和其VDR等位基因多态性可以预测其最终身高的39%,其中VDR等位基因多态性就占8%。

    3.4  VDR基因多态性与糖尿病  2001年Hypponen等［8］公布的一项前瞻性流行病学调查结果,该项研究共有10366名芬兰儿童参与, 历时30余年, 调查了婴儿出生后1年维生素D的补充情况, 并且随访了解截至30岁时1型糖尿病的发病情况。结果显示, 维生素D的补充与1型糖尿病患病率的降低显著相关。Marti等［9］研究了2组西班牙人群, 分别来自地中海和Navarre两个地区。结果发现, FF为地中海人群1型糖尿病的易感基因型, 而ff则为Navarre人群的易感基因型。此外,Tavema等［10］发现,在高加索人群中FokI位点的基因多态性与1型糖尿病患者中的继发性肾病患病率之间显著相关（P=0.016）。日本学者Motohashi等［11］发现东京地区1型糖尿病患者中, B位点频率显著增高（P=0.001）, 并且在以急性形式起病的患者中这种相关性更加显著（P=0.0002）。 此外Ban［12］等发现在日本人群中FokI位点的多态性与1型糖尿病的易感性相关, FF为易感的基因型，但在德国人群中的研究中未见FokI位点与1型糖尿病的易感性有明显相关［13］。这也再次说明VDR基因多态性存在着较大的种族差异性。

    在李慧敏等［14］的研究中显示，VDR基因FokI酶切位点各基因型在2型糖尿病组（DM）和正常对照组（N）中的分布差异具有显著性。两组间等位基因频率总体分布差异有显著性。DM组等位基因f和基因型ff频率明显高于N组。故等位基因f与2型糖尿病呈明显正关联。

    近年来有学者研究发现维生素D受体ApaⅠ、BsmⅠ基因座等位基因多态性与糖尿病视网膜病变（DR）有密切联系。孙京华等［15］研究维生素D受体TaqⅠ基因多态性与糖尿病视网膜病变的关系，在研究中发现,正常对照组的TT型高于DR组, 而DR组的tt型高于正常对照组, 并且两者之间具有统计学差异。表明正常人和DR的患者中, 维生素D受体TaqⅠ基因存在着多态性的差异。由此可以进一步推断,由于该基因多态性的差异,使得维生素D受体的表型发生改变, 并通过上述途径, 影响胰岛素的分泌和识别, 从而对DR的发生以及发展造成一定的影响。

    维生素D受体基因多态性与其相关的疾病的研究已经成为目前基因治疗的一大热点,今后将在临床诊疗疾病上起到显著作用。

作者单位：010050 内蒙古呼和浩特，内蒙古医学院附属医院眼科（△内蒙古医学院2005级眼科在读硕士研究生，△△通讯作者）