新发2型糖尿病网膜素1与肠道菌属相关性研究_热比亚·努力.pdf
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1、书书书临床医学新发 2 型糖尿病网膜素 1 与肠道菌属相关性研究热比亚努力张冰赵炳尧王玲关亚群基金项目:国家自然科学基金项目(编号:81860743),新疆维吾尔自治区自然科学基金(编号:2019D01C194)作者单位:830017新疆乌鲁木齐市新疆医科大学基础医学院人体寄生虫学教研室(王玲,张冰,热比亚努力),生物化学与分子生物学教研室(赵炳尧,关亚群)摘要 目的探讨新发 2 型糖尿病(T2DM)的血清网膜素 1(Omentin 1)及其基因 Val109Asp 多态性位点与肠道梭菌属和乳杆菌属的相关性。方法选取 2020 年 5 月至 2022 年 6 月在新疆医科大学第一附属医院和第五
2、附属医院就诊的 98 例新发 2型糖尿病(T2DM)患者和同期来院体检的 99 例糖耐量正常(NGT)健康人作为研究对象,分为 T2DM 组和 NGT 组,利用一般资料问卷收集研究对象的年龄、性别、身高和体质量等一般资料;用酶联免疫吸附法(ELISA)测血清 Omentin 1。使用限制性核酸内切酶对 Omentin 1 基因多态性位点 Val109Asp 进行基因分型。采用 16S rNA 实时荧光定量聚合酶链式反应(T qPC)定量检测粪样中梭菌属和乳杆菌属的相对丰度水平;分析梭菌属和乳杆菌属与空腹血糖、血脂、Omentin 1 及其基因多态性位点 Val109Asp 的相关性,探讨肠道菌
3、群和 Omentin 1 及其两者交互作用对新发 T2DM 影响。结果T2DM 组血清 Omentin 1 水平低于 NGT 组,差异有统计学意义(P 0 05)。T2DM 组和 NGT 组的 Omentin 1 基因 Val109Asp 多态性位点分析结果显示差异无统计学意义(P 0 05);根据 Pearson 相关分析,梭菌属相对丰度与身体质量指数(BMI)、腰臀比(WH)、空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL C)皆呈负相关(r=0 172、0 183、0 455、0 238、0 143,P 均 0 05),与收缩压(SBP)、乳杆菌属水平、Omentin
4、1 水平呈正相关(r=0 325、0 381、0 166,P 均 0 05);logistic 回归分析显示,血清胰岛素水平、LDL C、乳杆菌属和梭菌属丰度是新发 T2DM 的影响因素(P 0 05)。结论维吾尔族新发 T2DM 患者血清 Omentin 1 水平、肠道乳杆菌属和梭菌属的相对丰度发生变化,梭菌属的相对丰度与血清 Omentin 1 水平正相关。关键词 2 型糖尿病;梭菌属;乳杆菌属;网膜素 1doi:10.3969/j.issn.1000 0399.2023.01.001The correlation study of omentin 1 and gut microbiota
5、 genus in newly diagnosed type 2 diabetes mellitusEBIYA Nuli1,ZHANG Bing1,ZHAO Bingyao2,WANG Ling1,GUAN Yaqun21 Department of Human Parasitology,School of Basic Medical Sciences,Xinjiang Medical University,Urumqi 830017,China2 Department of Biochemistry and Molecular Biology,School of Basic Medical
6、Sciences,Xinjiang Medical University,Urumqi830017,ChinaFund project:National Natural Science Foundation of China(No 81860743),Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomousegion(No 2019D01C194)Abstract ObjectiveTo study the correlation between omentin 1,omentin 1 gene polymorphism Val109Asp
7、 and abundant ofthe Clostridium,Lactobacillus genus in newly diagnosed T2DM MethodsA total of 98 Uyghur newly diagnosed T2DM patients and 99 sub-jects with normal glucose tolerance were enrolled from First and Fifth Affiliated Hospital fromMay 2020 to June 2022,then all subjects weredivided into T2D
8、M and NGT group The general information questionnaire was used to collect the general information such as age,gender,height and weight,etc The level of serum omentin 1 was detected by enzyme linked immunosorbent assay The genotype of Val109Asp pol-ymorphism in the omentin 1 gene was determined by PC
9、 PFLP Abundant of the Clostridium and Lactobacillus genus were determinedwith 16S rNA gene real time fluorescence quantitative PC amplification Besides,the relationship between fasting plasma glucose(FPG),blood lipids,omentin 1,Val109Asp polymorphism,abundance of Clostridium genus and abundance of L
10、actobacillus genus was as-sessed to investigate the effects of intestinal microbiota and omentin 1 and their interactions on newly diagnosed T2DM esultsSerumomentin 1 level in T2DM group was lower than that in NGT group,and the difference was statistically significant(P 0 05)There wereno significant
11、 differences between the genotype of Val109Asp variant in two groups(P 0 05)According to Pearson correlation analysis,the abundance of Clostridium was negatively correlated with BMI,WH,FPG,total cholesterol(TC),low density lipoprotein cholesterol(LDL C)(r=0 172,0 183,0 455,0 238,0 143,all P 0 05)and
12、 positively correlated with systolic blood pressure1第 44 卷第 1 期安徽医学2023 年 1 月Anhui Medical Journal(SBP),abundance of Lactobacillus genus and Omentin 1 level(r=0 325,0 381,0 166,all P 0 05)Logistic regression analysis foundthat serum insulin,LDL C,the abundances of Lactobacillus genus and Clostridium
13、 genus were the risk factors of newly diagnosed T2DM(all P 0 05)ConclusionsThe serum omentin 1 level,the relative abundance of Lactobacillus and Clostridium are changed in Uyghurnewly diagnosed T2DM patients,and the relative abundance of Clostridium genus is positively correlated with serum Omentin
14、1 level Key words Type 2 diabetes mellitus;Clostridium;Lactobacillus;Omentin 1中国是目前全世界范围内 2 型糖尿病(type 2 dia-betes mellitus,T2DM)患者较多的国家之一1。除了遗传因素作用于 T2DM 外,肠道菌群失调等环境因素在 T2DM 的发生发展中也起着同样重要作用2。研究3 4 发现,一些基因多态性位点与肠道菌群相关,但是两者之间的具体关联机制尚未阐明,不同种族人群具有不同的肠道菌群组成和基因多态性。T2DM 患者体内的脂肪细胞因子处于紊乱状态,与胰岛素抵抗密切相关 5。网膜素(O
15、mentin)是一种由网膜脂肪组织分泌的保护型脂肪细胞因子,包括网膜素 1(Omentin 1)和网膜素 2(Omentin 2)6,参与胰岛素抵抗、炎症及内皮细胞功能的调节等7 9。研究10 发现,肥胖和 T2DM 患者外周血中的网膜素水平较低,并且网膜素能增强脂肪细胞中胰岛素的作用。目前 Omentin 1及其基因多态性与肠道菌群之间相关研究较少。本文通过分析维吾尔族新发 T2DM 患者的血清 Omentin 1水平及其基因多态性与肠道梭菌属和乳杆菌属的交互作用对 T2DM 易感性的影响,以期从菌属水平出发为T2DM 患者干预研究提供研究基础。1资料与方法1 1一般资料选择2020 年 5
16、 月至 2022 年 6 月在新疆医科大学第五附属医院和第一附属医院就诊的 98 例新发 T2DM 患者和同期来院体检的 99 例糖耐量正常(normal glucose tolerance,NGT)的健康人作为研究对象。根据2015 年美国糖尿病协会(american diabetes as-sociation,ADA)糖尿病诊断标准将研究对象分为两组 11。新发2 型糖尿病(T2DM)组:初次发现空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)70 mmol/L 或在口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test,OGTT)后 2小时血糖(2 h
17、our postprandial blood glucose,2 h PG)11 1 mmol/L 确定为糖尿病患者。糖耐量正常(NGT)组:FPG 6 1 mmol/L,OGTT 结果正常,无糖尿病家族史的受试者。本研究获得新疆医科大学伦理委员会审核批准(审批号:XJYKDX20220725055),研究参与者均签署知情同意书。1 2纳入与排除标准纳入标准:满足 2015 年美国糖尿病协会的 T2DM 诊断标准者11;年龄 30 70周岁;3 代直系血亲均为维吾尔族男性及女性,相互无血缘关系。排除标准:正在接受药物或胰岛素治疗的已确诊为糖尿病的患者;1 型糖尿病、特殊类型糖尿病,或患有其他影
18、响血糖的疾病,如甲亢等患者;近期使用过抗生素,或服用过益生菌、益生元或合生元等人群;近期有感染、腹泻、痢疾等病史者;近期接受手术者;患有心脑血管疾病、肝肾功能紊乱相关疾病、长期服用激素或有滥用药物史者;孕产妇或哺乳期的女性。1 3临床资料收集记录研究对象性别和年龄。测量身高和体质量,计算身体质量指数(body mass in-dex,BMI),BMI=体质量(kg)/身高2(m2)。测量腰围和臀围,计算腰臀比(waist hip ratio,WH),WH=腰围/臀围。测量收缩压(systolic blood pressure,SBP)和舒张压(diastolic blood pressure,
19、DBP)。隔夜 8 12 h禁食后取肘静脉血样 5 mL,采用日立 7600 全自动生化检测仪测定血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(highdensity lipoprotein cholesterol,HDL C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL C),电化学发光法测定(德国罗氏电化学发光仪E601)血清胰岛素水平。采用酶联免疫吸附法(en-zyme linked immunosorbent assay,ELISA)检 测 血 清Omen
20、tin 1 水平(试剂盒购自中国上海,江莱生物,货号 JL13376)。1 4提取粪便细菌的总 DNA,定量肠道梭菌属和乳杆菌属的相对丰度根据 QIAamp 粪便 DNA 快速提取试剂盒(德国,QIAGEN 公司)实验说明书提取粪便细菌基因组总 DNA。梭菌属上游引物:5 GCA-CAAGCAGTGGAGT 3,下游引物:5 CTTCCTC-CGTTTTGTCAA 3,扩增片段大小 239 bp。乳杆菌属的上游引物:5 TGGAAACAGTGCTAATACCG 3,下游引物:5 GTCCATTGTGGAAGATTCC 3,扩增片段大小 232 bp。梭菌属和乳杆菌属的引物由上海生工生物公司合成
21、,引物序列参考文献 12 13。扩增体系为 20 L,其中目标菌上游和下游引物各0 5 L,模板(细菌总 DNA)2 L,Taq PC Master Mix预混液(2 )10 L,双蒸水 7 L。反应条件:在 952热比亚努力等:新发 2 型糖尿病网膜素 1 与肠道菌属相关性研究第 44 卷第 1 期2023 年 1 月下预变性 3 min;在95变性30 s,在55退火30 s,在72延伸 1 min,共设 39 次循环;最后在 72 终延伸5 min,在 4保存。目的细菌基因的聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PC)产物用 2%的琼脂糖凝胶电泳后,按照普通
22、琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒(天根生物科技有限公司,北京)操作说明切割所需范围大小的片段,纯化回收 PC 产物,制作标准品。使用双蒸水将目标细菌标准品以 10 倍系列稀释,依次稀释为 101108copies/L 浓度梯度,把最低的浓度梯度设定为起始拷贝数(Log SQ)=1,稀释后的标准品作为实时荧光定量 PC(real time quantitative PC,T qPC)反应的阳性对照模板。使用双蒸水作为阴性对照,每一次 T qPC 反应同时设阳性和阴性对照,每个样品同时制备 2 个平行复孔。反应体系为 20 L,其中 SYB premix(2 )10 L,双蒸水 7 L,目标细菌上游
23、及下游引物各 0 5 L,模板(细菌总 DNA)2 L。反应条件:第一步在95预变性30 s;第二步在95变性 15 s,在 55退火 30 s,在 72延伸 30 s,共设循环 40 次;第三步制作溶解曲线。1 5进行网膜素 1 基因 Val109Asp 多态性位点(rs2274907)的基因分型用血液基因组 DNA 提取试剂盒(北京天根生化科技有限公司,目录号:DP319),提取血液基因组 DNA。使用 PC 反应特异的扩增目的片段,用相应的限制性核酸内切酶消化,用毛细管电泳的方法14 进行单核苷酸多态性(single nucleotidepolymorphism,SNP)分型。通过 1%
24、琼脂糖凝胶电泳检测提取的基因组 DNA 的完整性,利用核酸仪检测DNA 浓度,并进一步将样本 DNA 浓度稀释至 5 10ng/L。PC 反应 rs2274907 的上游引物:FAMCCCTCACCCGAGTGGGTAAGAA,下游引物:AGTCAG-CAGGGCAGCAAAGC。PC 反应体系 20 L,包含 1 GC buffer I(TAKAA)、2 0 mM Mg2+、0 2 mM dNTP、1U Hot Star Taq polymerase(Qiagen Inc)和 1 L 模板DNA 和 1 L 引物(2 M)。PC 循环程序:第一步在95预变性 2 min;第二步在 94变性
25、20 s,在 65退火 40 秒,在 72延伸 30 s,共设 11 次循环;第三步在94变性20 s,在59退火30 s,在72延伸30 s,共设24 次循环;第四步在 72 终延伸 2 min,在 4保存。酶切反应体系20 L,包括1 buffer,1U 限制性内切酶,10 L PC 产物。限制性内切酶 37水浴过夜。酶名称 AccI,识别位点:5 G TM K A C3,3C A KMT G5;基因型 A/A,大小 110 bp;基因型 T/T,大小135 bp;基因型 A/T,大小 110 bp,135 bp。酶切产物稀释10 倍,用3730XL 毛细管电泳检测。16统计学方法使用 S
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- 糖尿病 网膜 肠道 属相 研究 努力
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