肥胖/超重三种中医体质分型的糖脂代谢比较及mRNA-LncRNA表达谱研究

来源 :北京中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XPTRY
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目的:(1)探索肥胖/超重不同体质类型人群的糖脂代谢差异及血管内皮功能状态差异,以期找到每种肥胖/超重类型的糖脂代谢特征,比较三者代谢风险性,为肥胖/超重人群的中医体质分型提供微观辨识依据。(2)在全基因组范围内比较肥胖痰/超重湿体质、肥胖/超重气虚体质和肥胖/超重平和体质外周血单个核细胞中mRNA及lncRNA的表达水平。(3)筛选肥胖/超重痰湿体质、肥胖/超重气虚体质和肥胖/超重平和体质差异表达的mRNA及lncRNA,以期为肥胖人群的中医体质分型提供分子生物学依据,探讨差异的mRNA及与之对应的lncRNA在肥胖不同体质分型人群的体质形成、体质特征表现以及易感疾病等方面的作用,并探讨其潜在作用机制。方法:(1)收集肥胖/超重痰湿体质、肥胖/超重气虚体质和肥胖/超重平和体质受试者共127例,排除因不配合采血、做超声检查及其他自身原因而脱落者6例,最终纳入受试者121例,包括肥胖/超重痰湿体质组(OP)40例、肥胖/超重气虚体质组(OQ)42例,以及肥胖/超重平和体质组(OB)39例(对照组)。于清晨统一抽取静脉血6ml,检测血糖、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、胰岛素等糖脂代谢指标;用超声的方法检测三组人群的肱动脉血流介导的血管扩张功能(flow mediated dilation,FMD)。(2)收集三种体质的肥胖/超重志愿者各6例,一共18例。于清晨统一抽取静脉血,分离单个核细胞,提取定量和质检RNA之后,用Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression v3表达谱芯片进行检测;(3)用SPSS对以上指标进行数据统计,分析肥胖/超重三组人群的糖脂代谢及血管内皮功能差异。进行数据分析,筛选出三组中每两组差异表达的mRNA及lncRNA;(4)将差异表达的mRNA进行靶基因分析,并对靶基因富集的生物过程及通路进行分析;(5)根据找到的富集最多的相关生物过程找到与之对应的mRNA及lncRNA,进行联合分析。结果:(1)①肥胖/超重痰湿组的腰围相比较肥胖/超重气虚组和肥胖/超重平和组有差异,差异有统计学意义(p<0.05),气虚组与平和组差异无统计学意义;臀围在三组之间差异没有统计学意义(p>0.05);痰湿组的空腹血糖和糖化血红蛋白相比较气虚组和平和组有差异,差异有统计学意义(p<0.05),气虚组和平和组没有明显差异;痰湿组的总胆固醇相比较气虚组和平和组有差异,差异有统计学意义(p<0.05),气虚组和平和组差异无统计学意义;痰湿组的载脂蛋白B相比较气虚组和平和组有差异,差异有统计学意义(p<0.05),气虚组和平和组差异无统计学意义(p>0.05)。臀围、甘油三酯、载脂蛋白A1,血清脂蛋白a,空腹胰岛素、超敏C反应蛋白在各组之间的分布没有差异(p>0.05)。胰岛素抵抗程度在痰湿组、气虚组、平和组两两之间比较均有差异,差异有统计学意义(p<0.05);②胰岛素抵抗程度在痰湿组、气虚组、平和组两两之间比较均有差异,痰湿组最易发生胰岛素抵抗,胰岛素抵抗的程度最重,差异有统计学意义(p<0.05);③FMD在三组之间的分布差异有统计学意义(p<0.05),肥胖超重痰湿体质组发生血管内皮功能障碍的风险性最高。(2)①肥胖/超重痰湿体质组与肥胖/超重平和体质组相比共有5177个差异表达的mRNA,其中上调差异表达的mRNA2730个,下调差异表达的mRNA2447个;差异的lncRNA共计520个,上调差异表达的lncRNA269个,下调差异表达的lncRNA251个;②肥胖/超重气虚体质组与肥胖/超重平和体质组相比共有差异表达的mRNA 323个,其中上调差异表达的mRNA 199个,下调差异表达的mRNA 124个;差异的lncRNA共计26个,上调差异表达的lncRNA 17个,下调差异表达的lncRNA9个;③肥胖/超重痰湿体质组与肥胖/超重气虚体质组相比共有2339个差异表达的mRNA,其中上调差异表达的mRNA 1429个,下调差异表达的mRNA910个;差异的lncRNA共计253个,上调差异表达的lncRNA 140个,下调差异表达的lncRNA 113个。(3)①肥胖/超重痰湿体质组与肥胖/超重平和体质组比,上调差异表达的mRNA最为显著的是VMAC,下调差异表达的mRNA最为显著的是CCL8;上调差异表达的lncRNA最为显著的是lnc-ECI2-2,下调差异表达的lncRNA最为显著的是lnc-C2orf55-1;②肥胖/超重气虚体质组与肥胖/超重平和体质组比,上调差异表达的mRNA最为显著的是LRRD1,下调差异表达的mRNA最为显著的是CCL13;上调差异表达的lncRNA最为显著的是lnc-TRA2A-1,下调差异表达的lncRNA最为显著的是MIR210HG;③肥胖痰湿体质组与肥胖气虚体质组比,上调差异表达的mRNA最为显著的是LGALS2,下调差异表达mRNA最为显著的是MS4A1;上调差异表达的lncRNA最为显著的是LOC100507642,下调差异表达的lncRNA最为显著的是LINC00892。(4)进一步对以上靶基因功能进行GO及KEGG分析发现:①肥胖/超重痰湿体质与肥胖平和体质相比,差异的mRNA功能主要富集在糖脂代谢方面以及血管内皮功能状态方面;②肥胖/超重气虚体质与肥胖/超重平和体质相比,差异的mRNA功能主要富集在铁离子稳态及肌肉代谢调节方面;③肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重气虚体质相比,差异的mRNA功能主要富集在内吞作用及免疫应答方面。(5)根据差异mRNA富集的功能找到与之对应的lncRNA,对mRNA及lncRNA进行联合分析发现:①肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重平和体质相比较,对上述功能两起主要调控作用的差异mRNA及lncNA主要有ACSL4,MAPK13;LOC100132891,lnc-C2orf27B-3等;肥胖/超重气虚体质与肥胖/超重平和体质相比较,对上述功能起主要调控作用的差异 mRNA-lncRNA 主要有 SLC25A37,STEAPl;LINC01088,lnc-SARM1-2等;肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重气虚体质相比较,对上述功能起主要调控作用的差异 mRNA-lncRNA 主要有 RAB1A,NCR3;LOC100289473,lnc-MRPL3-2 等。结论:(1)肥胖/超重人群虽都有BMI超标的表象,但是体质类型不同,发生代谢性疾病及心脑血管疾病的风险性亦有不同。肥胖/超重痰湿体质人群的糖脂代谢能力及血管内皮功能均低于肥胖/超重气虚体质及肥胖超重平和体质人群,亦有着明显的胰岛素抵抗,提示痰湿体质是独立于肥胖/超重的一个易发代谢综合征的影响因素;肥胖/超重平和体质人群有着接近正常的胰岛素敏感性和糖脂代谢水平;肥胖超重气虚体质人群属于以上两种体质类型的过渡阶段,亦有一定的发生糖脂代谢及血管内皮功能障碍的风险性,不可忽视,其内在作用机制还需要进一步探索。(2)肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重气虚体质以及肥胖/超重平和体质在全基因组中存在mRNA及lncRNA的表达差异,这为肥胖/超重人群的中医体质分型提供了基因层面的依据。(3)mRNA和lncRNA共同作用,在肥胖/超重不同体质类型的体质形成发展过程及临床表现等方面调控机制不同,造成肥胖/超重不同体质类型人群在糖脂代谢、血管功能状态、能量产出等方面有着不同的转归。①肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重平和体质相比较,差异主要富集到细胞脂质代谢及血管状态方面,为痰湿肥胖人群易发生胰岛素抵抗、代谢综合征及血管内皮功能障碍提供了基因层面的依据;②肥胖/超重气虚体质与肥胖/超重平和体质相比较,差异主要富集在体内铁离子稳态及肌肉调节代谢方面,差异基因在线粒体铁消耗过程、血红素合成过程中起到重要作用,说明气虚体质肥胖/超重在线粒体呼吸障碍、能量产出方面存在不足,从一定程度上阐明了气虚体质肥胖/超重易疲劳和肌肉松弛的内在机制,而且骨骼肌作为胰岛素抵抗发生的重要场所,气虚体质肥胖/超重在肌肉代谢方面的障碍也从一定程度上阐明了气虚肥胖/超重发生胰岛素抵抗的内在机制,而细胞内铁离子可催化产生自由基引起脂质过氧化,而进一步引起血管内皮细胞的损伤,这也在一定程度上解释了气虚型肥胖/超重亦有发生血管内皮功能障碍风险性的机理;③肥胖/超重痰湿体质与肥胖/超重气虚体质相比较,差异主要富集在内吞作用及免疫应答方面,这两方面的关键差异基因RAB1A参与了细胞自噬过程中自噬体的形成过程,自噬是近年参与肥胖代谢的热门研究方向,两种肥胖在该方面有什么不同还需要进一步确证。如上发现为基于不同中医体质分型的肥胖/超重形成机制分析和后续临床干预研究奠定了基础。
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