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目的:
1.探索体成分、血清性激素及性激素结合蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)水平对绝经后女性骨密度(bone mineral density,BMD)及骨质疏松症(osteoporosis,OP)的影响;
2.初步筛选在骨量正常者与OP患者间具有显著差异的DNA甲基化基因位点,借助生信平台定位目标基因,为后续验证实验及功能研究提供基础。
方法:
1.根据纳入与排除标准,招募235名49~65岁宁波市汉族绝经后女性为研究对象。问卷调查收集人口学特征、既往疾病史、用药史等;用双能X线吸收仪(dual-energy X ray absorptiometry,DXA)测定瘦体重(lean mass,LM)、瘦体重百分比(LM%)、脂肪质量(fat mass,FM)、脂肪质量百分比(FM%)及全身(total body BMD,T-BMD)、脊柱(total spine BMD,S-BMD)、全髋(hip bone mineral density,H-BMD)、第1-4腰椎(L1-L4bone mineral density,L1-4BMD)和股骨颈骨密度(femoral neck bone mineral density,FN BMD);用电化学发光法检测血清总睾酮(total testosterone,TT)和SHBG,并计算游离睾酮(free testosterone,FT)。
2.从研究人群中筛选年龄和体重指数(body mass index,BMI)匹配的5例OP患者及5例骨量正常者(对照组),提取其全血DNA并采用Illumina BeadArray Infinium芯片技术检测外周血全基因组DNA的甲基化水平。对差异具有统计学意义的甲基化基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路分析及蛋白质相互作用网络调控(protein-protein interaction network,PPI network)分析。
结果:
1.LM、FM和FM%与各部位BMD均呈正相关(r=0.282~0.551,P均<0.05),而LM%与BMD呈负相关(r=-0.244~-0.371,P均<0.01);控制年龄、体重和身高后,LM、LM%与各部位BMD相关性无统计学意义(P均>0.05);但FM与S-BMD(r=0.155,P=0.019)和H-BMD(r=0.132,P=0.048)仍呈正相关,并且FM%与FN BMD(r=0.132,P=0.048)、H-BMD(r=0.149,P=0.025)和S-BMD(r=0.153,P=0.021)的相关性仍具有统计学意义;
2.SHBG与L1-4BMD(r=-0.355,P<0.001)和FN BMD(r=-0.303,P<0.001)均呈负相关。多元线性逐步回归模型显示,校正BMI和年龄后,SHBG与L1-4BMD(r=-0.170,P=0.010)和FN BMD(r=-0.131,P=0.045)仍呈负相关,而FT未进入模型,SHBG水平独立解释了2.0%的L1-4BMD的变异和1.4%的FN BMD的变异;
3.高、中、低SHBG水平组OP患病率分别为43.6%、19.0%和15.4%,高SHBG水平组患病风险为中SHBG水平组的3.58倍(P=0.001)和低SHBG组的4.25倍(P=0.001);校正BMI和FT后差异仍显著,分别为中SHBG水平组的2.65倍(P=0.020)和低SHBG组的3.35倍(P=0.015)。
4.发现存在差异的DNA甲基化位点198个,其中上调的113个,下调的85个;基因注释后发现OP组与对照组之间具有甲基化差异的基因共104个,其中高甲基化基因69个,低甲基化基因35个。差异的甲基化位点主要位于CpG openseas区及Body区域。
5.借助生物信息技术平台分析甲基化差异基因,发现差异基因编码的蛋白可位于细胞外区、质膜部分,与钙离子结合、热休克蛋白结合、阳离子结合等功能相关,主要参与细胞黏附、细胞应激等过程,并与维生素B6代谢、胰岛素抵抗等7条信号通路相关。
结论:
1.绝经后女性肌肉比例或力量的增加并不能有效提高骨强度,而一定程度的体脂累积对老年骨具有保护作用;
2.T对绝经后女性骨量累积无独立影响或影响微弱,而高SHBG水平是绝经后女性人群OP的独立风险因素,监测外周血SHBG水平可能有助于预测绝经后女性骨质丢失与OP严重程度;
3.与正常对照相比,OP患者外周血DNA有198个位点存在甲基化修饰差异,涉及104个基因。其中,CYP2A7、COL4A2、FGF12、PRKAG2、PTEN、FMOD、FGFR2的甲基化异常可能与OP发病机制有关。
1.探索体成分、血清性激素及性激素结合蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)水平对绝经后女性骨密度(bone mineral density,BMD)及骨质疏松症(osteoporosis,OP)的影响;
2.初步筛选在骨量正常者与OP患者间具有显著差异的DNA甲基化基因位点,借助生信平台定位目标基因,为后续验证实验及功能研究提供基础。
方法:
1.根据纳入与排除标准,招募235名49~65岁宁波市汉族绝经后女性为研究对象。问卷调查收集人口学特征、既往疾病史、用药史等;用双能X线吸收仪(dual-energy X ray absorptiometry,DXA)测定瘦体重(lean mass,LM)、瘦体重百分比(LM%)、脂肪质量(fat mass,FM)、脂肪质量百分比(FM%)及全身(total body BMD,T-BMD)、脊柱(total spine BMD,S-BMD)、全髋(hip bone mineral density,H-BMD)、第1-4腰椎(L1-L4bone mineral density,L1-4BMD)和股骨颈骨密度(femoral neck bone mineral density,FN BMD);用电化学发光法检测血清总睾酮(total testosterone,TT)和SHBG,并计算游离睾酮(free testosterone,FT)。
2.从研究人群中筛选年龄和体重指数(body mass index,BMI)匹配的5例OP患者及5例骨量正常者(对照组),提取其全血DNA并采用Illumina BeadArray Infinium芯片技术检测外周血全基因组DNA的甲基化水平。对差异具有统计学意义的甲基化基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路分析及蛋白质相互作用网络调控(protein-protein interaction network,PPI network)分析。
结果:
1.LM、FM和FM%与各部位BMD均呈正相关(r=0.282~0.551,P均<0.05),而LM%与BMD呈负相关(r=-0.244~-0.371,P均<0.01);控制年龄、体重和身高后,LM、LM%与各部位BMD相关性无统计学意义(P均>0.05);但FM与S-BMD(r=0.155,P=0.019)和H-BMD(r=0.132,P=0.048)仍呈正相关,并且FM%与FN BMD(r=0.132,P=0.048)、H-BMD(r=0.149,P=0.025)和S-BMD(r=0.153,P=0.021)的相关性仍具有统计学意义;
2.SHBG与L1-4BMD(r=-0.355,P<0.001)和FN BMD(r=-0.303,P<0.001)均呈负相关。多元线性逐步回归模型显示,校正BMI和年龄后,SHBG与L1-4BMD(r=-0.170,P=0.010)和FN BMD(r=-0.131,P=0.045)仍呈负相关,而FT未进入模型,SHBG水平独立解释了2.0%的L1-4BMD的变异和1.4%的FN BMD的变异;
3.高、中、低SHBG水平组OP患病率分别为43.6%、19.0%和15.4%,高SHBG水平组患病风险为中SHBG水平组的3.58倍(P=0.001)和低SHBG组的4.25倍(P=0.001);校正BMI和FT后差异仍显著,分别为中SHBG水平组的2.65倍(P=0.020)和低SHBG组的3.35倍(P=0.015)。
4.发现存在差异的DNA甲基化位点198个,其中上调的113个,下调的85个;基因注释后发现OP组与对照组之间具有甲基化差异的基因共104个,其中高甲基化基因69个,低甲基化基因35个。差异的甲基化位点主要位于CpG openseas区及Body区域。
5.借助生物信息技术平台分析甲基化差异基因,发现差异基因编码的蛋白可位于细胞外区、质膜部分,与钙离子结合、热休克蛋白结合、阳离子结合等功能相关,主要参与细胞黏附、细胞应激等过程,并与维生素B6代谢、胰岛素抵抗等7条信号通路相关。
结论:
1.绝经后女性肌肉比例或力量的增加并不能有效提高骨强度,而一定程度的体脂累积对老年骨具有保护作用;
2.T对绝经后女性骨量累积无独立影响或影响微弱,而高SHBG水平是绝经后女性人群OP的独立风险因素,监测外周血SHBG水平可能有助于预测绝经后女性骨质丢失与OP严重程度;
3.与正常对照相比,OP患者外周血DNA有198个位点存在甲基化修饰差异,涉及104个基因。其中,CYP2A7、COL4A2、FGF12、PRKAG2、PTEN、FMOD、FGFR2的甲基化异常可能与OP发病机制有关。