胰岛素受体缺陷与高血压发病机制的研究
张顼 范志平 齐英华 刘凤兰 赵燕玲 陈丽薇
摘 要：目的：为进一步阐明原发性高血压病人伴胰岛素抵抗的发病机制，揭示胰岛素受体基因缺陷在原发性高血压病中的作用。方法：对原发性高血压伴胰岛素抵抗患者胰岛素受体基因酪氨酸激酶域外显子17、18基因突变进行检测，并对突变的外显子进行核苷酸序列分析。结果：①原发性高血压病人存在着胰岛素抵抗。②原发性高血压病人伴有胰岛素抵抗者33例中9例发生基因突变占27.27%，突变部位发生在外显子17。银染PCR-SSCP检测突变的9例中呈现两种不同的带型，带型Ⅰ7例，带型Ⅱ2例。外显子18未检出突变。正常对照28例健康人中外显子17、18均未检测出突变。③测序结果带型Ⅰ为外显子17 1058CAC→CAT杂合子无意突变，带型Ⅱ为外显子17 1058CAC→CAT纯合子无意突变。结论：外显子17的无意突变带型可作为原发性高血压患者发生胰岛素抵抗的基因标志之一。
, 百拇医药
关键词：原发性高血压 胰岛素抵抗 胰岛素受体缺陷
高血压患者存在高胰岛素血症(HI)和胰岛素抵抗(IR)。目前成为研究的热点，但其发生机制尚未阐明。本研究通过对高血压伴胰岛素抵抗患者胰岛素受体基因酪氨酸激酶域外显子17、18基因突变进行检测，并对突变的外显子进行了核苷酸序列分析，旨在揭示胰岛素受体基因缺陷在高血压发病中的作用，为高血压病因学的遗传研究提供可能的依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象 33例高血压伴胰岛素抵抗患者选自高血压防治中心专科门诊及高血压防治基地，高血压的诊断采用1985年WHO诊断标准。经检查除外糖尿病及伴有胰腺疾患。胰岛素抵抗采用空腹胰岛素和血糖乘积的倒数为敏感指数(IAI)。正常对照28例为健康查体无任何疾病的健康人。
1.2 实验方法与步骤①所有受试者空腹晨起采血测定空腹血糖、空腹胰岛素并计算敏感性指数。②采用裂解液法，经紫外分光光度计进行质量测定OD260/OD280>1.70。采用PCR扩增反应。利用聚合酶链式反应，参照Seino等人的列物设计，对胰岛素受体基因酪氨酸激酶域17、18外显子进行体外扩增。③将正常对照和高血压伴胰岛素抵抗患者的胰岛素受体基因酪氨酸激酶域17、18外显子单链构象经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离银染后观察检测结果。
, 百拇医药
1.3 数据处理 全部数据均以X±s表示，组间数据显著性采用t检验。
2 结果
2.1 经空腹血糖、胰岛素测定及敏感指数的计算，高血压病人有明显的胰岛素抵抗。受试者的一般资料及胰岛素敏感情况见表1。
2.2 银染PCR-SSCP检测外显子17、18被检测的33例高血压患者中我们检出外显子17有两种异常带型，7例带型Ⅰ，2例带型Ⅱ，共9例突变，突变率为27.27%(9/33)，而外显子18未检出突变。正常对照组中外显子17、18均未检出突变。
表1 受试者的一般资料及胰岛素敏感情况
正常组(n=28)
高血压伴胰岛素
, 百拇医药
抵抗组(n=33)
年龄(岁)
53.7±5.7
56.5±9.8
体质指数(kg/m2)
23.76±2.49
27.77±3.49
SG(mmol/L)
5.85±0.61
5.89±0.99
INS(mU/L)
, 百拇医药
14.43±4.25
25.6±2.65*
ISI(自然对数)
4.41±0.33
4.67±0.82*
SBP(mmHg)
124±13.3
168.9±17.9**
DBP(mmHg)
80.4±5.7
101.1±9.6**
, 百拇医药
注：与正常组比较*P<0.05，**P<0.01
2.3 为了确定变异核苷酸的位置我们分析了带型Ⅰ和带型Ⅱ的胰岛素受体基因外显子17部分核苷酸序列，测序结果为1058位密码子CAC→CAT的纯合及杂合的无意突变。
3 讨论
3.1 检测人群胰岛素敏感性的方法 随着胰岛素抵抗相关疾病研究的深入，评价机体胰岛素敏感性的方法和指标，越来越显得重要。因方法关系到试验结果的科学性和可信性，就目前使用的方法有：①高胰岛素正常血糖钳夹技术(Hyperinsulinemic Euglyeemic Clamp T echnique)，②Minimun Model公式，③空腹血糖，空腹胰岛素及其比值，④口服葡萄糖耐量试验，血糖胰岛素曲线下面积及比值，⑤空腹血糖、空腹胰岛素乘积倒数的自然对数。第5种方法是目前推荐的使用方法。因其指数为非正态分布，故取其自然对数使之正态化。美国两个种族大系统人群以Clamp测定的胰岛素敏感性的情况与此指数极为相似。同时国人的资料分析也显示此指数可较好地反映胰岛素敏感性的情况〔1〕。所以本研究采用的为此种方法。由表1可以看出高血压病人存在着明显的胰岛素抵抗。
, 百拇医药
3.2 胰岛素受体基因与胰岛素抵抗研究的现状
胰岛素从分泌到发挥生物效应的任何环节发生异常均可导致胰岛素抵抗。其中包括受体前异常，如胰岛素分子结构异常，胰岛素原转变为胰岛素不完全，血中存在着抗胰岛素物质等；受体异常，如受体数目的减少，抗胰岛素抗体的存在；受体后缺陷，其中胰岛素受体基因的改变是胰岛素抵抗的重要原因。胰岛素在细胞水平上的作用首先要与胰岛素受体结合，胰岛素受体位于细胞膜上，为一膜蛋白。胰岛素受体基因位于人的第19对染色体短臂的末端，为一系列重复的核苷酸序列，为两个α亚基和两个β亚基组成的四聚体，编码区由22个外显子和11个内含子组成。外显子1～11编码α亚基位于细胞膜外，其功能与胰岛素结合，12～22外显子编码β亚基为跨膜结构，含13个酪氨酸残基，具有酪氨酸激酶活性又称催化亚基。其中17～22外显子编码为β亚基酪氨酸激酶主要活性区。每一个外显子的功能和生物效应已经确定〔2〕。目前研究发现基因突变大部分均发生在外显子，综阅文献可见外显子3、5、6、10、12、17、21突变的报道。胰岛素基因的突变显示胰岛素β细胞的缺陷，而胰岛素受体基因的突变则表示效应细胞的缺陷，胰岛素受体基因的突变远较胰岛素基因突变普遍。多数发生在一条等位基因上的突变，胰岛素抵抗轻微。而发生在两条等位基因上的突变常易致较强烈的胰岛素抵抗。另外胰岛素受体基因突变位置的不同所引起的胰岛素抵抗的强弱程度也有区别。一般而言，突变发生在α亚基所引起的胰岛素抵抗较轻微，而发生在β亚基酪氨酸激酶的异常通常引起较为强烈的胰岛素抵抗〔3〕。本研究对外显子17、18进行了检测发现33例原发性高血压病人中共9例发生基因突变，占27.27%。突变均发生在外显子17，银染PCR-SSCP检测突变的9例中呈两种不同的带型，其中Ⅰ型7例，Ⅱ型2例。外显子18未检出突变。正常对照组中外显子17、18均未检出突变。
, 百拇医药
3.3 胰岛素受体基因突变与原发性高血压 原发性高血压伴有胰岛素抵抗已为大家所熟悉和公认。胰岛素抵抗已成为原发性高血压引发及进展的因素之一，其发生胰岛素抵抗分子生物学尚未明了，因此胰岛素受体基因的研究已成为国外研究热点，但国内报道尚少。中国医学科学院在此方面进行了探讨〔4，5〕。该研究发现外显子17呈多态性，显示3种不同的SSCP带型，PCR测序结果：带型Ⅰ的第1040位编码基因为GAG；带型Ⅱ第1040位编码基因为GAA，提示GAA 1040可能是原发性高血压的易感基因标志。另一项研究外显子17的1058位编码发生单个碱基突变以CAT代替了CAC，推测胰岛素受体基因1058突变可能与高血压患者，有高血压遗传倾向者的胰岛素抵抗状态有关。
我们的研究经过对外显子17的PCR产物的核苷酸测序分析，其中7例带型Ⅰ外显子17的1058CAC→CAT杂合子无意突变，2例带型Ⅱ外显子17的1058CAC→CAT纯合子无意突变。因此认为原发性高血压伴胰岛素抵抗患者中存在着胰岛素受体基因外显子的突变，而有意义的突变出现频率较低。外显子17的无意突变带型可作为高血压患者发生胰岛素抵抗的基因标志。
, http://www.100md.com
原发性高血压伴胰岛素抵抗的真正原因尚待进一步阐明，还应从受体前、受体及受体后进行更深入的研究。
作者单位：张顼(天津市高血压防治中心，天津，300250)
范志平(天津市高血压防治中心，天津，300250)
齐英华(天津市高血压防治中心，天津，300250)
刘凤兰(天津市高血压防治中心，天津，300250)
赵燕玲(天津市高血压防治中心，天津，300250)
陈丽薇(天津市高血压防治中心，天津，300250)
参考文献：
, 百拇医药
〔1〕李志伟，潘孝仁.检测人群胰岛素敏感性的一项新指数〔J〕.中华内科杂志，1993，32(10)∶656.
〔2〕邱长春，朱席琳，纪恭荣，等.原发性高血压病高胰岛素基因分析〔J〕.中国医学科学院学报，1995，17(2)∶81.
〔3〕毛晓明.胰岛素受体基因在Ⅱ型糖尿病中的研究进展〔J〕.国外医学内分泌分册，1995，13(2)∶70.
〔4〕孙海励，郭丹军，关炳江，等.高血压患者胰岛素受体基因突变对相关激素的影响〔J〕.中华心血管杂志，1997，25(6)∶419.
〔5〕庞莉，孙海励，郭丹军，等.原发性高血压家系胰岛素受体基因第17外显子变异分析〔J〕.中国医学科学院学报，1997，19(2)∶83., http://www.100md.com
摘 要：目的：为进一步阐明原发性高血压病人伴胰岛素抵抗的发病机制，揭示胰岛素受体基因缺陷在原发性高血压病中的作用。方法：对原发性高血压伴胰岛素抵抗患者胰岛素受体基因酪氨酸激酶域外显子17、18基因突变进行检测，并对突变的外显子进行核苷酸序列分析。结果：①原发性高血压病人存在着胰岛素抵抗。②原发性高血压病人伴有胰岛素抵抗者33例中9例发生基因突变占27.27%，突变部位发生在外显子17。银染PCR-SSCP检测突变的9例中呈现两种不同的带型，带型Ⅰ7例，带型Ⅱ2例。外显子18未检出突变。正常对照28例健康人中外显子17、18均未检测出突变。③测序结果带型Ⅰ为外显子17 1058CAC→CAT杂合子无意突变，带型Ⅱ为外显子17 1058CAC→CAT纯合子无意突变。结论：外显子17的无意突变带型可作为原发性高血压患者发生胰岛素抵抗的基因标志之一。
, 百拇医药
关键词：原发性高血压 胰岛素抵抗 胰岛素受体缺陷
高血压患者存在高胰岛素血症(HI)和胰岛素抵抗(IR)。目前成为研究的热点，但其发生机制尚未阐明。本研究通过对高血压伴胰岛素抵抗患者胰岛素受体基因酪氨酸激酶域外显子17、18基因突变进行检测，并对突变的外显子进行了核苷酸序列分析，旨在揭示胰岛素受体基因缺陷在高血压发病中的作用，为高血压病因学的遗传研究提供可能的依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象 33例高血压伴胰岛素抵抗患者选自高血压防治中心专科门诊及高血压防治基地，高血压的诊断采用1985年WHO诊断标准。经检查除外糖尿病及伴有胰腺疾患。胰岛素抵抗采用空腹胰岛素和血糖乘积的倒数为敏感指数(IAI)。正常对照28例为健康查体无任何疾病的健康人。
1.2 实验方法与步骤①所有受试者空腹晨起采血测定空腹血糖、空腹胰岛素并计算敏感性指数。②采用裂解液法，经紫外分光光度计进行质量测定OD260/OD280>1.70。采用PCR扩增反应。利用聚合酶链式反应，参照Seino等人的列物设计，对胰岛素受体基因酪氨酸激酶域17、18外显子进行体外扩增。③将正常对照和高血压伴胰岛素抵抗患者的胰岛素受体基因酪氨酸激酶域17、18外显子单链构象经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离银染后观察检测结果。
, 百拇医药
1.3 数据处理 全部数据均以X±s表示，组间数据显著性采用t检验。
2 结果
2.1 经空腹血糖、胰岛素测定及敏感指数的计算，高血压病人有明显的胰岛素抵抗。受试者的一般资料及胰岛素敏感情况见表1。
2.2 银染PCR-SSCP检测外显子17、18被检测的33例高血压患者中我们检出外显子17有两种异常带型，7例带型Ⅰ，2例带型Ⅱ，共9例突变，突变率为27.27%(9/33)，而外显子18未检出突变。正常对照组中外显子17、18均未检出突变。
表1 受试者的一般资料及胰岛素敏感情况
正常组(n=28)
高血压伴胰岛素
, 百拇医药
抵抗组(n=33)
年龄(岁)
53.7±5.7
56.5±9.8
体质指数(kg/m2)
23.76±2.49
27.77±3.49
SG(mmol/L)
5.85±0.61
5.89±0.99
INS(mU/L)
, 百拇医药
14.43±4.25
25.6±2.65*
ISI(自然对数)
4.41±0.33
4.67±0.82*
SBP(mmHg)
124±13.3
168.9±17.9**
DBP(mmHg)
80.4±5.7
101.1±9.6**
, 百拇医药
注：与正常组比较*P<0.05，**P<0.01
2.3 为了确定变异核苷酸的位置我们分析了带型Ⅰ和带型Ⅱ的胰岛素受体基因外显子17部分核苷酸序列，测序结果为1058位密码子CAC→CAT的纯合及杂合的无意突变。
3 讨论
3.1 检测人群胰岛素敏感性的方法 随着胰岛素抵抗相关疾病研究的深入，评价机体胰岛素敏感性的方法和指标，越来越显得重要。因方法关系到试验结果的科学性和可信性，就目前使用的方法有：①高胰岛素正常血糖钳夹技术(Hyperinsulinemic Euglyeemic Clamp T echnique)，②Minimun Model公式，③空腹血糖，空腹胰岛素及其比值，④口服葡萄糖耐量试验，血糖胰岛素曲线下面积及比值，⑤空腹血糖、空腹胰岛素乘积倒数的自然对数。第5种方法是目前推荐的使用方法。因其指数为非正态分布，故取其自然对数使之正态化。美国两个种族大系统人群以Clamp测定的胰岛素敏感性的情况与此指数极为相似。同时国人的资料分析也显示此指数可较好地反映胰岛素敏感性的情况〔1〕。所以本研究采用的为此种方法。由表1可以看出高血压病人存在着明显的胰岛素抵抗。
, 百拇医药
3.2 胰岛素受体基因与胰岛素抵抗研究的现状
胰岛素从分泌到发挥生物效应的任何环节发生异常均可导致胰岛素抵抗。其中包括受体前异常，如胰岛素分子结构异常，胰岛素原转变为胰岛素不完全，血中存在着抗胰岛素物质等；受体异常，如受体数目的减少，抗胰岛素抗体的存在；受体后缺陷，其中胰岛素受体基因的改变是胰岛素抵抗的重要原因。胰岛素在细胞水平上的作用首先要与胰岛素受体结合，胰岛素受体位于细胞膜上，为一膜蛋白。胰岛素受体基因位于人的第19对染色体短臂的末端，为一系列重复的核苷酸序列，为两个α亚基和两个β亚基组成的四聚体，编码区由22个外显子和11个内含子组成。外显子1～11编码α亚基位于细胞膜外，其功能与胰岛素结合，12～22外显子编码β亚基为跨膜结构，含13个酪氨酸残基，具有酪氨酸激酶活性又称催化亚基。其中17～22外显子编码为β亚基酪氨酸激酶主要活性区。每一个外显子的功能和生物效应已经确定〔2〕。目前研究发现基因突变大部分均发生在外显子，综阅文献可见外显子3、5、6、10、12、17、21突变的报道。胰岛素基因的突变显示胰岛素β细胞的缺陷，而胰岛素受体基因的突变则表示效应细胞的缺陷，胰岛素受体基因的突变远较胰岛素基因突变普遍。多数发生在一条等位基因上的突变，胰岛素抵抗轻微。而发生在两条等位基因上的突变常易致较强烈的胰岛素抵抗。另外胰岛素受体基因突变位置的不同所引起的胰岛素抵抗的强弱程度也有区别。一般而言，突变发生在α亚基所引起的胰岛素抵抗较轻微，而发生在β亚基酪氨酸激酶的异常通常引起较为强烈的胰岛素抵抗〔3〕。本研究对外显子17、18进行了检测发现33例原发性高血压病人中共9例发生基因突变，占27.27%。突变均发生在外显子17，银染PCR-SSCP检测突变的9例中呈两种不同的带型，其中Ⅰ型7例，Ⅱ型2例。外显子18未检出突变。正常对照组中外显子17、18均未检出突变。
, 百拇医药
3.3 胰岛素受体基因突变与原发性高血压 原发性高血压伴有胰岛素抵抗已为大家所熟悉和公认。胰岛素抵抗已成为原发性高血压引发及进展的因素之一，其发生胰岛素抵抗分子生物学尚未明了，因此胰岛素受体基因的研究已成为国外研究热点，但国内报道尚少。中国医学科学院在此方面进行了探讨〔4，5〕。该研究发现外显子17呈多态性，显示3种不同的SSCP带型，PCR测序结果：带型Ⅰ的第1040位编码基因为GAG；带型Ⅱ第1040位编码基因为GAA，提示GAA 1040可能是原发性高血压的易感基因标志。另一项研究外显子17的1058位编码发生单个碱基突变以CAT代替了CAC，推测胰岛素受体基因1058突变可能与高血压患者，有高血压遗传倾向者的胰岛素抵抗状态有关。
我们的研究经过对外显子17的PCR产物的核苷酸测序分析，其中7例带型Ⅰ外显子17的1058CAC→CAT杂合子无意突变，2例带型Ⅱ外显子17的1058CAC→CAT纯合子无意突变。因此认为原发性高血压伴胰岛素抵抗患者中存在着胰岛素受体基因外显子的突变，而有意义的突变出现频率较低。外显子17的无意突变带型可作为高血压患者发生胰岛素抵抗的基因标志。
, http://www.100md.com
原发性高血压伴胰岛素抵抗的真正原因尚待进一步阐明，还应从受体前、受体及受体后进行更深入的研究。
作者单位：张顼(天津市高血压防治中心，天津，300250)
范志平(天津市高血压防治中心，天津，300250)
齐英华(天津市高血压防治中心，天津，300250)
刘凤兰(天津市高血压防治中心，天津，300250)
赵燕玲(天津市高血压防治中心，天津，300250)
陈丽薇(天津市高血压防治中心，天津，300250)
参考文献：
, 百拇医药
〔1〕李志伟，潘孝仁.检测人群胰岛素敏感性的一项新指数〔J〕.中华内科杂志，1993，32(10)∶656.
〔2〕邱长春，朱席琳，纪恭荣，等.原发性高血压病高胰岛素基因分析〔J〕.中国医学科学院学报，1995，17(2)∶81.
〔3〕毛晓明.胰岛素受体基因在Ⅱ型糖尿病中的研究进展〔J〕.国外医学内分泌分册，1995，13(2)∶70.
〔4〕孙海励，郭丹军，关炳江，等.高血压患者胰岛素受体基因突变对相关激素的影响〔J〕.中华心血管杂志，1997，25(6)∶419.
〔5〕庞莉，孙海励，郭丹军，等.原发性高血压家系胰岛素受体基因第17外显子变异分析〔J〕.中国医学科学院学报，1997，19(2)∶83., http://www.100md.com