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编号:10213910
Ⅱ型糖尿病视网膜病变与血管紧张素转换酶基因多态性及其酶活性的研究
http://www.100md.com 《湖南医科大学学报》 1999年第1期
     作者:廖 岚 雷闽湘 陈慧玲 韩秀云 范 春

    单位:廖 岚 雷闽湘 陈慧玲 韩秀云 范 春(附属湘雅医院内分泌科 长沙 410008)

    关键词:血管紧张素转换酶;基因;插入/缺失*;Ⅱ型糖尿病;糖尿病视网膜病变

    湖南医科大学学报990112 提要 为明确血管紧张素转换酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性,血清ACE活性和Ⅱ型糖尿病视网膜病变(DR)的关系,检测36例健康对照者,40例无DR和68例有DR的Ⅱ型糖尿病病人的ACE I/D基因型及血清ACE活性。结果示:有和无DR的Ⅱ型糖尿病组ACE基因型分布差异无显著性(P>0.05),且与正常对照组相似;有DR的病人中,背景型视网膜病变组和增殖型视网膜病变组间ACE三种基因型分布差异亦无显著性;血清ACE活性在各研究组的水平相似。提示ACE基因I/D多态性与Ⅱ型糖尿病病人发生DR及其严重程度均无关联,ACE/DD型基因可能不是Ⅱ型糖尿病病人DR发生和发展过程中有用的预测指标;ACE可能不参与Ⅱ型糖尿病病人DR的形成。
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    中国图书分类号 R587.1

    Studies on ACE gene insertion/deletion polymorphism, serum ACE activity, and diabetic retinopathy in Type Ⅱ diabetic patients

    Liao Lan Lei Mingxiang Chen Huiling Han Xiuyun Fan Chun

    (Department of Endocrinology, Xiangya Hospital, Hunan Medical University, Changsha 410008)

    To clarify the relationship among angiotensin 1-converting enzyme(ACE) gene insertion/deletion(I/D) polymorphism, serum ACE activity, and diabetic retinopathy in Type Ⅱ diabetic patients, we examined 36 healthy controls, 40 Type Ⅱ diabetic patients without diabetic retinopathy, and 68 Type Ⅱ diabetic patients with diabetic retinopathy. All of patients suffered from Type Ⅱ diabetes byeond 5 years and matched in age and body mass index. An insertion/deletion polymorphism of ACE gene was identified by polymerase chain reaction(PCR). Serum ACE activity was determined using spectrophotometry. The distribution of DD, ID, and Ⅱ genotypes of the ACE gene did not differ among the three groups (16.7%, 33.3%, and 50.0% in the healthy controls; 22.5%, 35.0%, and 42.5% in Type Ⅱ diabetic patients patients without diabetic retinopathy; and 20.6%, 30.9%, and 48.5% in Type Ⅱ diabetic patients with diabetic retinopathy; respectively). The frequency of ACE I/D genotypes was not significantly different between non-proliferative retinopathy and proliferative retinopathy of Type Ⅱ diabetic patients with diabetic retinopathy (P>0.05). Serum ACE activity of three groups was similar (P>0.05). These results do not support the hypothesis that the DD genotype of the ACE gene would be a clinically useful genetic marker for predicting the development of diabetic retinopathy in Type Ⅱ diabetic patients. There is no association between ACE gene I/D polymorphism and the prognosis of diabetic retinopathy in Type Ⅱ diabetic patients. ACE may not involve in forming diabetic retinopathy in Type Ⅱ diabetic patients.
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    Key words angiotensin Ⅰ-converting enzyme; genes; insertion/deletion*;Type Ⅱ diabetes mellitus; diabetic retinopathy

    糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy; DR)是糖尿病常见的并发症之一,是糖尿病全身微血管病变的一部分。根据视网膜病变的严重程度可分为背景型和增殖型。血管紧张素转换酶(Angiotensin Converting Enzyme; ACE)基因决定组织和血清ACE水平和活性,而ACE活性影响血清和组织血管紧张素Ⅱ及缓激肽的水平,可能使糖尿病患者对糖尿病视网膜病变的易感性增加。国内外均有报道ACE DD型基因是糖尿病另一种微血管病变-糖尿病肾病的遗传易感基因[1,2],而对ACE基因I/D多态性与DR的关系国内目前尚无研究。本研究检测了有DR和无DR的中国汉族Ⅱ型糖尿病患者的ACE基因型和血清ACE活性,旨在探讨ACE基因,血清ACE活性与DR的关系。
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    1 对象与方法

    1.1 对象

    1.1.1 正常对照组(NC) 36例,男性21例,女性15例,年龄52.3±9.9岁;三大常规,肝肾功能,血压及糖耐量均无异常,扩瞳后眼底镜检查眼底正常,无心肝肾及内分泌疾病。

    1.1.2 无DR的Ⅱ型糖尿病组(DM) 40例,男22例,女18例,年龄51.9±9.5岁;糖尿病诊断按照WHO标准,分型按胰岛素释放曲线;糖尿病病程>5年,扩瞳后眼底镜检查眼底正常,无心肝肾及其他内分泌疾病。

    1.1.3 有DR的Ⅱ型糖尿病组(DR) 68例,男35例,女33例,年龄53.2±8.7岁;糖尿病诊断及分型同第二组;糖尿病病程>5年,根据扩瞳后眼底镜检查眼底结果分为背景型(40例,男25例,女15例)和增殖型(28例,男10例,女18例)两组。
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    各研究对象间均无血缘关系,均为中国汉族人。

    1.2 方法

    1.2.1 血清ACE活性的测定 停用ACE抑制剂和其他降压药一周,用紫外分光光度法检测,检测波长228?nm。

    1.2.2 视网膜病变的确定 扩瞳后眼底镜检查眼底。

    1.2.3 ACE基因I/D多态性分析 以苯酚-氯仿抽提法提取周围血白细胞DNA,PCR扩增DNA片段,PCR产物用2%琼脂糖凝胶电泳,溴乙锭显色,透射式紫外灯检测。

    PCR引物序列[3]:ACE-F 5′-CTGGAGAGCACTCCCATCCTTTCT-3′;ACE-R 5′-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3′

, 百拇医药     PCR扩增产物:插入型纯合子(Ⅱ)为490?bp长的片段,缺失型纯合子(DD)为190?bp长的片段,插入/缺失型杂合子(ID)除有两条长度分别为490?bp和190?bp的片段外,还有三分之一的片段为居于二者之间的分子量,与异复式DNA片段长度一致,形成第三条带(附图)。

    附图 PCR扩增产物(2%琼脂糖凝胶电泳)

    Fig. PCR products of ACE gene (electrophoresed through 2% agarose gel)

    1.3 主要试剂与仪器

    1.3.1 试剂 ACE药盒由北京海军总医院生化实验室提供;PCR引物序列由上海生物制品研究所癌基因研究室提供;胰岛素药盒和尿白蛋白药盒系天津九鼎生物制品有限公司产品;蛋白酶K系美国Merck公司产品;dNTP系B.M公司产品;Taq DNA聚合酶由卫生部肝胆肠研究中心提供;Marker系Promega公司产品。
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    1.3.2 仪器 53WB-紫外分光光度仪系上海光学仪器厂产品;PCR扩增仪系美国PE公司产品;WP-92-I型紫外透射反射分析仪系永嘉上塘教学仪器厂产品;全自动放免分析仪系中国科技大学产品;Dyy-Ⅲ2型稳压稳流电泳仪系北京六一仪器厂产品。

    1.4 统计学处理 采用KS计算机软件。各参数用均数±标准差(±s)表示,计量资料组间比较用方差分析或标准t检验,计数资料组间比较用卡方检验;计算各比较组ACE基因I/D多态性的基因型频率,确认其符合Hardy-Weiberg平衡。

    2 结 果

    2.1 一般资料分析 正常对照组,单纯糖尿病组与糖尿病视网膜病变组间年龄,体重指数(Body Mass Index; BMI)均匹配;DM组和DR组间糖尿病病程、收缩压、舒张压及空腹血糖均匹配。
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    2.2 血清ACE活性,ACE基因I/D基因型在各研究组的分布 血清ACE活性和ACE基因I/D 基因型及I,D等位基因在正常对照组,DM组和DR组的分布频率差异无显著性(P>0.05)。

    2.3 血清ACE活性,ACE基因I/D基因型在背景型及增殖型DR组的分布 在背景型与增殖型视网膜病变组间,血清ACE活性和ACE I/D基因型及I,D两种等位基因的分布频率差异无显著性(P>0.05)。

    2.4 血清ACE活性,ACE基因I/D基因型在有和无高血压的DR组的分布 在有和无高血压的DR组中ACE I/D基因型和I,D两种等位基因的频率分布差异无显著性;而血清ACE活性在高血压组较无高血压组高,具有统计学意义(P<0.05)。

    表1 各研究组的一般资料比较(±s)
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    例数

    男∶女

    年龄

    (岁)

    BMI

    (kg.m-1)

    病程

    (年)

    收缩压

    (mmHg)

    舒张压
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    (mmHg)

    FBS

    (mmol.L-1)

    视网膜

    NC

    21∶15

    52.3±9.9

    23.6±3.35

    116±13

    76±7

    4.65±0.58

    正常
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    DM

    22∶18

    53.2±8.7

    23.9±3.69

    9.29±5.17

    138±21

    82±8

    12.52±5.61

    正常

    DR

    背景型

    25∶15

    51.9±11.1
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    22.9±3.87

    9.35±3.87

    140±19

    86±11

    13.13±3.12

    微血管瘤

    增殖型

    10∶18

    53.1±8.8

    23.9±3.41

    9.46±5.11

    143±21
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    88±13

    13.45±5.09

    新生血管

    ①三组间比较P>0.05,②DM,DR两组间比较P>0.05表2 各组血清ACE活性和ACE I/D基因型的比较

    ACE

    (U.L-1)

    基因型

    等位基因

    Ⅱ(%)

    ID(%)
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    DD(%)

    Ⅰ(%)

    D(%)

    NC

    26.01±9.04

    18(50.0)

    12(33.3)

    6(16.7)

    48(66.7)

    24(33.3)

    DM

    27.86±10.15
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    17(42.5)

    14(35.0)

    9(22.5)

    48(60.0)

    32(40.0)

    DR

    28.93±12.78

    33(48.5)

    21(30.9)

    14(20.6)

    87(64.0)

    49(36.0)
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    ①三组间比较P>0.05表3 背景型和增殖型DR组血清ACE活性,ACE I/D基因型的比较

    ACE

    (U.L-1)

    基因型

    等位基因

    Ⅱ(%)

    ID(%)

    DD(%)

    Ⅰ(%)

    D(%)

, 百拇医药     背景型视网膜病变

    28.80±12.33

    20(50.0)

    12(30.0)

    8(20.0)

    52(65.0)

    28(35.0)

    增殖型视网膜病变

    29.12±13.43

    13(46.6)

    9(32.2)

    6(21.4)
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    35(62.2)

    21(37.5)

    ①两组间比较P>0.05表4 正常对照组,有及无高血压的DR组血清ACE活性ACE I/D基因型的比较

    例数

    ACE

    (U.L-1)

    基因型

    等位基因

    Ⅱ(%)

    ID(%)

, 百拇医药     DD(%)

    Ⅰ(%)

    D(%)

    NC

    36

    26.01±9.04

    18(50.0)

    12(33.3)

    6(16.7)

    48(66.7)

    24(33.3)

    DR

    非高血压
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    45

    26.54±11.93

    21(46.7)

    14(31.1)

    10(22.2)

    56(62.2)

    34(37.8)

    高血压

    23

    33.61±14.44

    12(52.2)

    7(30.4)
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    4(17.4)

    31(67.4)

    15(32.6)

    ①与高血压组比较P<0.05;②三组间比较P>0.05

    3 讨 论

    糖尿病视网膜病变是糖尿病微血管病变的一部分,发病机制十分复杂。血管紧张素转换酶又称二肽键羧基肽酶Ⅰ,是通过水解各种多肽上羧基端的二肽而起作用[4],因此ACE具有广泛的底物如神经加压素,胆囊收缩素及P物质等。血管紧张素Ⅰ和缓激肽是ACE最重要的两种底物。ACE将无活性的十肽血管紧张素Ⅰ转换为有活性的八肽血管紧张素Ⅱ(Angiotensin Ⅱ,AT-Ⅱ),而AT-Ⅱ是一种强烈的缩血管物质,可调节和诱导血管平滑肌和内皮细胞增生,促进新血管形成,增加细胞外基质的生成而导致基底膜增厚[5];ACE催化的另一底物缓激肽与其受体结合后,可以释放一系列内皮因子如一氧化氮,前列环素等,舒张血管并抑制血管平滑肌细胞的增生,而ACE则灭活缓激肽。当血清ACE活性增高时,AT-Ⅱ生成增加而缓激肽灭活增加,从而导致全身血管收缩,血压增高,血管平滑肌和内皮细胞增生,基底膜增厚,新血管形成,似与糖尿病微血管病变的形成有关。而组织和血清ACE水平和活性受ACE基因I/D多态性调控,ACE基因I/D多态性是在ACE基因16内含子内有一长为286?bp的插入或缺失[6,7],血清ACE水平和活性在ACE DD型纯合子最高,ID型杂合子次之,Ⅱ型纯合子最低。国内有报道ACE DD型基因是糖尿病另一种微血管病变-糖尿病肾病的遗传易感基因[2],而对于DR与ACE基因I/D多态性及血清ACE活性的关系,国内尚无报道。
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    本文研究40例无DR和68例有DR的中国汉族Ⅱ型糖尿病病人的ACE基因型和血清ACE活性,两组间糖尿病病程大于五年,年龄,BMI,血压及空腹血糖均匹配,发现两组ACE基因I/D三种基因型和D,I两种等位基因分布相似,与正常对照组比较亦无明显差异,这与文献报道[8~10]相似,说明ACE基因并非Ⅱ型糖尿病患者DR的遗传易感基因,而且,在有DR的病人中背景型视网膜病变组和增殖型视网膜病变组的ACE基因型和D,I两种等位基因的分布差异也无显著性,说明ACE基因I/D多态性与DR的严重程度无关联。

    另外,在各研究组中,血清ACE活性的水平相似,说明DR的形成与血清ACE活性的高低无关联,ACE不参与视网膜微血管瘤和新生血管的形成;同时ACE与DR的严重程度亦无关联。

    在有高血压和无高血压的DR病人中,ACE基因I/D基因和I,D两种等位基因的分布频率相似,与正常对照组比较差异无显著性;说明ACE基因I/D多态性对有和无高血压的DR的形成过程均无影响。在有高血压的DR组血清ACE活性增高可能与高血压后肾素-血管紧张素-醛固酮系统活动水平增高有关。
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    综上所述,ACE基因I/D多态性与中国汉族Ⅱ型糖尿病病人发生DR无关联,与DR的严重程度亦无关联,ACE DD型基因可能不是Ⅱ型糖尿病病人DR发生和发展过程中有用的预测指标;ACE可能不参与Ⅱ型糖尿病病人DR的形成过程。

    作者:寥岚 女 35岁 主治医师 ①卫生部肝、胆、肠研究中心

    参考文献

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    1998-09-05 收稿, 百拇医药