客家人群基质金属蛋白酶-9基因rs3918242多态性与冠状动脉粥样硬化性心脏病的相关性.pdf

South China Journal of Cardiovascular Diseases,May 2023,Vol 29,No 3客家人群基质金属蛋白酶-9基因rs3918242多态性与冠状动脉粥样硬化性心脏病的相关性刘萍萍，丘波（嘉应学院医学院基础部，广东梅州 514031）摘要：目的通过检测基质金属蛋白酶-9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）基因的rs3918242位点多态性，了解该位点相关基因型和等位基因在不同地区的分布特征，并探究其与梅州地区客家人群冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）发病风险之间的关系。方法选取梅州地区客家人群共79例确诊冠心病且无其他心脏疾病（瓣膜病、心肌炎、心肌病等）的患者进入冠心病组，对照组则选取同时期189例临床检查无冠心病客观证据且无其他共患病（瓣膜病、心肌炎、心肌病等）的体检人群，进行MMP-9基因的rs3918242位点多态性检测，分析该位点的基因型和等位基因及其他影响因素在两组间的相互关系、对比差异。结果本研究得到MMP-9基因的单核苷酸多样性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点rs3918242的C等位基因频率高达89.74%，等位基因C和T频率在冠心病与体检健康人对比中没有显著性差异。在本研究人群中，存在CC、CT和TT三种基因型，CC最为常见。在冠心病组中，未检出TT。在基因型对比检验中，CT在P=0.1的水平上显现了更高的冠心病患病概率趋势。男性、高龄是冠心病发病的危险因素。MMP-9基因rs3918242相关的不同基因型组之间不存在年龄和性别间的差异。经对比发现广东梅州地区汉族客家人群与吉林长春地区汉族人群的rs3918242位点分布情况没有显著地域差异。结论本研究证明了在梅州地区客家人群中，MMP-9基因rs3918242位点存在两种等位基因C和T，冠心病与体检健康人群在等位基因类型方面没有显著性差异；但在基因型对比检验中，CT在P=0.1的水平上显现了更高的冠心病患病概率趋势。广东梅州地区与吉林长春地区的rs3918242位点分布情况没有显著地域差异。关键词：基质金属蛋白酶-9；基因多态性；rs3918242；冠状动脉粥样硬化性心脏病；客家人群中图分类号：R541.4文献标志码：A文章编号：1007-9688（2023）03-0260-07Associate of Matrix Metalloprotein-9 Genetic Polymorphisms Rs3918242 with Coronary Artery Diseasein Hakka PopulationLIU Ping-ping，QIU Bo（Medical College of Jiaying University，Meizhou，Guangdong 514031，China）Abstract：ObjectivesThe rs3918242 polymorphism of the matrix metalloprotein-9（MMP-9）gene was detected toobtain the regional distribution characteristics of the related genotypes and alleles，and to understand the relationshipbetween the polymorphism of the site and the incidence of coronary artery disease in the Hakka population of Meizhou area.MethodsA total of 79 patients with confirmed coronary heart disease and no other heart diseases（valvular disease，myocarditis，cardiomyopathy，etc.）from the Hakka population in Meizhou were selected to form coronary heart diseasegroup，while 189 physically examined individuals with no objective evidence of coronary heart disease and no other co-existing diseases（valvular disease，myocarditis，cardiomyopathy，etc.）during the same period were selected as controlgroup.The rs3918242 polymorphism of the MMP-9 gene was detected and the relationships between the genotype andallele of the site and other influencing factors between the two groups were analyzed and compared for differences.ResultsIn this study，the frequency of the C allele of single nucleotide polymorphism（SNP）site rs3918242 of theMMP-9 gene reached 89.74%，and there was no significant difference in the frequency of alleles C and T between coronary heart disease and non-coronary heart disease patients.In this study population，there were three genotypes：CC，doi：10.3969/j.issn.1007-9688.2023.03.07 论著 收稿日期：2023-02-17基金项目：1.广东省医学科学技术研究基金（项目编号：B2014423）；2.2021年度梅州市梅州市医药卫生科研课题（项目编号：2021-B-52）；3.梅州市嘉应学院联合校级科研项目（项目编号：2013KJB03）。作者简介：刘萍萍（1981-），女，助理研究员，研究方向为基础与临床医学。260岭南心血管病杂志2023年5月第29卷第3期冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）多由冠状动脉粥样硬化引起。冠心病发病机制复杂，环境、行为等危险因素和个体的遗传易感性对冠心病的发生、发展共同发挥重要的作用，其中，单核苷酸多样性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）的存在会改变其他共存危险因素的作用结果。因此，冠心病相关基因的SNPs位点逐渐成为研究热点。基质金属蛋白酶-9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）是一种明胶酶，参与了冠状动脉粥样硬化斑块的发生和进展，MMP-9 高表达会导致心血管事件包括冠心病的易感性增加。研究发现，rs3918242 发生 C-T 突变后，MMP-9 基因转录活性增加1-2。因此，本研究选择 rs3918242 位点作为目标 SNP 检测位点，并选取梅州地区汉族客家语系的冠心病人群为目标人群，探讨该位点变异在该人群中的分布情况，探索冠心病的发病机制，为防治冠心病发现新靶点提供依据。1资料和方法1.1一般资料本研究遵循医学伦理原则，经嘉应学院医学院伦理委员会审查和批准（审批号：20210101）后开展。受试对象均知情同意。研究对象：选取了梅州地区医院 79 例经过冠状动脉造影确诊冠状动脉至少一支或以上狭窄50%或经过缺血性心脏病诊断标准确诊为冠心病的并排除了扩张型心肌病、风湿性心脏病、肥胖、肾功能不全、肝功能不全等其他疾病病史的汉族客家语系患者作为冠心病组，并随机选取了 192 例临床检查无冠心病客观证据的（只选取心电图检查结果回报正常和心肌酶检查水平无异常的人群）且无扩张型心肌病、风湿性心脏病、肥胖、肾功能不全、肝功能不全等其他疾病病史的汉族客家语系体检人群作为对照组。收集一般资料。1.2基因组DNA提取方法采集静脉血4 mL，对血样进行乙二胺四乙酸二钾抗凝，介质纯化，采用标准化产品 DNA 试剂盒（赛默飞）按照说明书提取基因组DNA，DNA纯度调整至50 ng/L后，-50存放。1.4聚合酶联反应扩增引物序列Primer 设计聚合酶链反应（polymerase chainreaction，PCR）扩增引物序列，上游引物设计为5-AGTCAGAAGTTCGAAACCAGC-3，下游引物设计为5-TGTAGTATCACTCTGTCACCC-3，可扩增片段长度为213 bp，GC%：51.64，覆盖SNP rs3918242的位点。探针设计为TC：AATTTAGCCAGGCGTGGTGGCGCAC和TT：TTTAATTTAGCCAGGCGTGGTGGCGCAT。1.5聚合酶联反应扩增进行 PCR 扩增，PCR 的标准化反应体系（取1 L DNA，加入0.3 L DNTP、0.15 L引物/条、Taq酶0.3 L以及buffer等）补至15 L，35 个标准化循环。1.6测序方法配置连接酶检测反应（ligasedetectionreaction，LDR）体系，LDR循环后测序。LDR补至10 L，采用30个循环（1个循环：94：30 s；56：3 min）后，取1 L补loading 8 L，95变性3 min后测序，测序采用ABI3730XL，通过毛细管电泳，荧光扫描片段长度，得到峰图判断SNP位点的多态性。1.7统计学分析全部资料用Microsoft Excel 软件建立数据库，应用 SPSS 23.0 统计软件进行统计分析。计量资料用（xs）表示，计数资料以 n（%）表示，合理运用 t 检验、单因素方差分析、非参检验（Kruskal-Wallis H）、卡方（2）检验、Fishers Exact检验、Ridit分析等方法。单因素分析取 P0.1 的因素进入CT，and TT，with CC being the most common in the coronary heart disease group and TT was not detected.In the genotypecomparison test，CT showed a higher trend of coronary heart disease incidence probability at P=0.1 level.Male and oldage were risk factors for coronary heart disease.There was no difference in age and gender between different genotypesrelated to MMP-9 rs3918242.After comparison，it was found that there was no significant regional difference in thedistribution of rs3918242 locus between the Han Hakka population in Meizhou and the Han population in Changchun，Jilin.ConclusionsThis study proves that in the Hakka population in Meizhou region，there are two alleles，C and T，atthe MMP-9 gene rs3918242 locus and there is no significant difference in allelic type between the two groups.However，inthe genotype comparison test，CT showed a higher tendency of coronary disease incidence at a level of P=0.1.The distribution of rs3918242 locus shows no significant regional difference between Meizhou and Changchun.Key words：matrix metalloprotein-9；genetic polymorphisms；rs3918242；coronary heart disease；Hakka population 261South China Journal of Cardiovascular Diseases,May 2023,Vol 29,No 3Logistic 回归分析，判定是否有显著性时取P0.05，符合H-W平衡，说明本研究纳入的样本具有群体代表性。2.2两组研究对象性别、年龄比较冠心病组患者79例，其中男性占69.62%；189名体检健康的对照组中男性占56.61%，两组比较差异有统计学意义（2=3.942，P1559）涉及重要调控元件，与转录抑制蛋白结合位点高度相关，发生C-T突变后，MMP-9基因转录活性增加。学者们发现rs3918242即MMP-9基因转录启动子上游的 1562 处容易发生 C-T 突变 Cytosine（C）被Thymidine（T）取代，构成了3种基因型，C/C型是转录低活性型，C/T 和 T/T 属于高转录活性型。因此，本研究选取MMP-9基因上的rs3918242（MMP-9启动子-1562部位）为冠心病人群SNP的目标检测位点，选取有独特遗传背景的客家人群为目标人群，获得了相关的分布数据并进行了分析，丰富了国内客家人群冠心病易感SNPs的信息资料，为防治冠心病发现新途径提供依据12。本研究人群具有群体代表性，该研究人群中rs3918242存在CC、CT和TT三种类型，等位基因C的总发生频率为 89.74%，等位基因 T 的总发生频率为 10.26%，与王梅芳、李熙芹、全虎杰等11，13-14的研究中得到的同个位点等位基因构成比接近。CC 在该人群中的实际发生率是 80.97%，CT 为17.54%，TT 为 1.49%，在冠心病组患者中未发现TT 型。对冠心病组与体检人群组进行基因型对比仅在0.1的检验水平上显示出显著性差异，未能达到0.05的常用显著性检验水平。经多重比较确认，相对比CC，CT具有更高的冠心病发病概率趋势（P=0.083），需要扩大样本量来进一步确定。在其他学者的实证研究中，对MMP-9 C1562T位点的多态性与冠心病的关系结论至今未能达成一致。杨丽霞、刘成斌等学者15-16在其各自的实证研究中得出结论均支持T等位基因是冠心病患者的易感遗传标志。王梅芳、李熙芹、全虎杰等11，13-14的实证研究结论则认为MMP-9C-1562T多态性与冠心病之间无显著相关关系。Nuzzo、Cho、Wang等17-19国外学者的实证研究也未找到该位点不同基因型与冠心病风险的显著相关关系。Wang 等20在 其 荟 萃 分 析 中 认 为，MMP-9C1562T 基因多态性与冠心病的发生存在显著的种族差异性：在东亚人群中，MMP-9 C1562T 基因多态性与冠心病的发生密切相关；在西方人群及表7广东梅州与吉林长春地区病例组和对照组的基因型和基因频率比较人群冠心病组对照组冠心病组对照组等位基因/基因型CTCTCCCT+TTCCCT+TT长春442（85.66）74（14.34）284（92.81）22（7.19）193（74.81）65（25.19）131（85.62）22（14.38）梅州139（87.97）19（12.03）342（90.48）36（9.52）60（75.95）19（24.05）157（83.07）32（16.93）2值0.5451.1870.0420.414P值0.4600.2760.8370.520n（%）264岭南心血管病杂志2023年5月第29卷第3期西亚人群中，MMP-9C1562T基因多态性与冠心病的发生无显著相关性。我们一般会认为，rs3918242 位点发生了 T 突变后，MMP-9转录活性增加，MMP-9酶水平增加，会导致冠心病发生和进展。但是 MMP-9 酶的活性除了与表达有关以外，还涉及到许多其他因素，比如其他位置的基因多态性类型例如R279Q也会改变酶的催化区域结构，进而影响蛋白质功能的表达；又比如金属蛋白酶抑制因子 1（TIMP1）是MMP-9 的重要调节因子，金属蛋白酶抑制因子 1的变化必然影响MMP-9的表达。王梅芳、Wang以及Zhang等11，20-21的研究明确表示了基因的突变频率在东西方人群中可能不同，而且由于进化和环境的影响，相同的基因突变在不同的人群中所起的作用亦可能不一致。因此，MMP-9的rs3918242突变对冠心病的影响必然掺杂更多我们还需更进一步共同探索的其他干扰力量。4结论冠心病发病机制是由环境、遗传性危险因素如基因多态性和生活行为危险因素等共同相互作用所致。本研究结果表明，在0.1显著水平下，CT基因型比 CC 基因型具有更高的冠心病发病概率趋势，但未能达到 0.05 的校验水平。未来需要扩大样本量并进行大规模的前瞻性研究，以进一步确定MMP-9 C-1562T在冠心病中的作用。参考文献：1 RODRGUEZ-PREZ J M，VARGAS-ALARCN G，POSADAS-SNCHEZ R，et al.rs3918242 MMP9 genepolymorphism is associated with myocardial infarction inMexican patientsJ.Genet Mol Res，2016，15（1）：15017776.2 OPSTAD T B，PETTERSEN A，ARNESEN H，et al.The co-existence of the IL-18+183 A/G and MMP-9-1562 C/T polymorphisms is associated with clinical eventsin coronary artery disease patients J.PLoS One，2013，8（9）：e74498.3 WU H D，BAI X，CHEN D M，et al.Association of genetic polymorphisms in matrix metalloproteinase-9 andcoronary artery disease in the chinese han population：Acase-control studyJ.Genetic Testing and MolecularBiomarkers，2013，17（9）：707-712.4 MALAKAR A K，CHOUDHURY D，HALDER B，et al.A review on coronary artery disease，its risk factors，andtherapeuticsJ.J Cell Physiol，2019，234（10）：1681216823.5 GIRELLI D，MARTINELLI N，PEYVANDI F，et al.Genetic architecture of coronary artery disease in the genome-wide era：implications for the emerging“goldendozen”loci J.Semin Thromb Hemost，2009，35（7）：671-682.6 ZHENG P F，YIN R X，DENG G X，et al.Associationbetween the XKR6 rs7819412 SNP and serum lipid levels and the risk of coronary artery disease and ischemicstroke J.BMC Cardiovasc Disord，2019，19（1）：202.7 ANSARI W M，HUMPHRIES S E，NAVEED A K，etal.Effect of coronary artery disease risk SNPs on serumcytokine levels and cytokine imbalance in premature coronary artery disease J.Cytokine，2019，122：154060.8 JIA X，YANG Y，CHEN Y，et al.Multivariate analysisof genome-wide data to identify potential pleiotropicgenes for type 2 diabetes，obesity and coronary arterydisease using MetaCCAJ.Int J Cardiol，2019，283：144-150.9 蔡贵庆，朱伟锋，伍新尧，等.广东梅州客家人起源的线粒体遗传学分析 J.中山大学学报：医学科学版，2005，26（B03）：129-131.10李晓昀，苏敏，黄海花，等.潮汕人与广府、客家人母系遗传背景差异的分析 J.西安交通大学学报：医学版，2010，31（6）：664-668.11王梅芳，肖传实，巩书文，等.基质金属蛋白酶-9C-1562T 基因多态性与冠心病相关关系的初步研究J.临床血液学杂志，2007（1）：28-30.12张涛，郝玉明.基质金属蛋白酶与冠心病 J.临床内科杂志，2005（1）：13-15.13李熙芹，匡晓琴，陈白玉，等.基质金属蛋白酶-9基因多态性与冠心病的关系 J.湘南学院学报（医学版），2008（3）：1-4.14全虎杰.延边地区冠心病患者血浆MMP-9水平及其基因-1562C/T多态性与冠心病的相关性研究 D.延边大学，2011.15杨丽霞，郑甲林，齐峰，等.急性冠脉综合征患者基质金属蛋白酶 9 启动子 C-1562T 基因多态性的变化C.第11届中国南方国际心血管病学术会议专刊，2009：111-112.16刘成斌，吴海帝，李晶，等.基质金属蛋白酶9基因多态性与冠心病的关联性 J.吉林大学学报（医学版），2012，38（4）：755-760.17NUZZO D，VASTO S，BALISTRERI C R，et al.Role ofproinflammatory alleles in longevity and atherosclerosis：results of studies performed on-1562C/T MMP-9 in centenarians and myocardial infarction patients from Sicily 265South China Journal of Cardiovascular Diseases,May 2023,Vol 29,No 3J.Ann N Y Acad Sci，2006，1089（1）：496-501.18CHO H J，CHAE I H，PARK K W，et al.Functionalpolymorphism in the promoter region of the gelatinase Bgene in relation to coronary artery disease and restenosisafter percutaneous coronary intervention J.J Hum Genet，2002，47：88-91.19WANG J，WARZECHA D，WILCKEN D，et al.Polymorphism in the gelatinase B gene and the severity of coronary arterial stenosis J.Clin Sci，2001，101（1）：87-92.20WANG X，SHI L Z.Association of matrix metalloproteinase-9 C1562T polymorphism and coronary artery disease：a meta-analysis J.J Zhejiang Univ-Sci B（Biomed&Biotechnol），2014，15（3）：256-263.21ZHANG B Y S，HERRMANN S M，ERIKSSON P，etal.Functional polymorphism in the regulatory region ofgelatinase B gene in relation to severity of coronary atherosclerosis J.Circulation，1999，99（14）：1788-1794.14VARDENY O，TACHENY T，SOLOMON S D.First-in-class angiotensin receptor neprilysin inhibitor in heartfailureJ.Clin Pharmacol Ther，2013，94（4）：445-448.15MENENDEZ J T.The mechanism of action of LCZ696J.Card Fail Rev，2016，2（1）：40-46.16MCMURRAY J J，PACKER M，DESAI A S，et al.Angiotensin-neprilysin inhibition versus enalapril in heartfailureJ.N Engl J Med，2014，371（11）：993-1004.17WRITING C，MADDOX T M，JANUZZI J L，JR.，etal.2021 Update to the 2017 ACC expert consensus decision pathway for optimization of heart failure treatment：Answers to 10 pivotal issues about heart failure with reduced ejection fraction：A report of the American College of Cardiology Solution Set Oversight CommitteeJ.JAm Coll Cardiol，2021，77（6）：772-810.18SCIRICA B M，BHATT D L，BRAUNWALD E，et al.Saxagliptin and cardiovascular outcomes in patients withtype 2 diabetes mellitusJ.N Engl J Med，2013，369（14）：1317-1326.19OH J，LEE S H，LEE C J，et al.Sodium-glucose co-transporter 2 inhibitors：a new path for heart failure treatmentJ.Korean Circul J，2021，51（5）：399-408.20CAI R P，XU Y L，SU Q.Dapagliflozin in patients withchronic heart failure：A systematic review and meta-analysisJ.Cardiol Res Pract，2021，2021：6657380.21GIUGLIANO D，ESPOSITO K.Class effect for SGLT-2inhibitors：a tale of 9 drugsJ.Cardiovasc Diabetol，2019，18（1）：94.22BAARTSCHEER A，SCHUMACHER C A，WUST RC，et al.Empagliflozin decreases myocardial cytoplasmicNa（+）through inhibition of the cardiac Na（+）/H（+）exchanger in rats and rabbitsJ.Diabetologia，2017，60（3）：568-573.23LIN B，KOIBUCHI N，HASEGAWA Y，et al.Glycemiccontrol with empagliflozin，a novel selective SGLT2 inhibitor，ameliorates cardiovascular injury and cognitivedysfunction in obese and type 2 diabetic miceJ.Cardiovasc Diabetol，2014，13：148.24LIU T，TAKIMOTO E，DIMAANO V L，et al.Inhibitingmitochondrial Na+/Ca2+exchange prevents sudden deathin a Guinea pig model of heart failure J.Circ Res，2014，115（1）：44-54.25LYTVYN Y，BJORNSTAD P，UDELL J A，et al.Sodiumglucose cotransporter-2 inhibition in heart failure：Potential mechanisms，clinical applications，and summary ofclinical trialsJ.Circulation，2017，136（17）：1643-1658.26MURPHY S P，PRESCOTT M F，CAMACHO A，et al.Atrial natriuretic peptide and treatment with sacubitril/valsartan in heart failure with reduced ejection fractionJ.JACC Heart Fail，2021，9（2）：127-136.27CUNNINGHAM J W，VADUGANATHAN M，CLAGGETTB L，et al.Effects of sacubitril/valsartan on N-terminalpro-B-type natriuretic peptide in heart failure with preserved ejection fractionJ.JACC Heart Fail，2020，8（5）：372-381.（上接第241页）266