背景广西河池市东兰县是中国“长寿之乡”。近期,课题组对1040名东兰县农村老年人群的血糖表型进行全基因组关联分析(GWAS)发现,KCNQ1基因可能与该人群的血糖水平有关。糖尿病严重影响着老年人群的寿命年限。作为与Ⅱ型糖尿病密切相关的定量性状-血糖水平,在体内调控的机制较为复杂,其变异水平是众多环境因素和遗传因素共同作用的结果。表观遗传学作为基因型和表现型之间的桥梁,是一种改变基因座或染色体最终结果,但不改变潜在DNA序列的现象。DNA甲基化是特征最明显的表观遗传修饰。虽然表观基因组已知是由环境调节的,但这种调节也可能受到遗传变异的影响。为此,本研究在前期工作基础上,拟从东兰县老年人群的糖代谢异常状况探讨其影响因素,从遗传学角度探讨该地区老年人群KCNQ1基因多态性,从表观遗传学角度探讨该基因启动子区的甲基化水平,以及这些因素与糖代谢异常可能存在的关系,从而为下一步研究遗传与血糖的关系提供科学依据。第一部分广西某县老年人糖代谢异常现状及其影响因素分析目的:了解广西某县农村老年人糖代谢异常状况,并探讨其影响因素。方法:通过横断面调查法,对广西河池市某县三个乡镇的60岁及以上老年人群进行问卷调查和体格检查,利用Epidata流行病学软件建立数据库并对基线资料实行双录入,采用SPSS22.0统计软件进行多因素分析。结果:1.总体情况:本次调查的老年人共4355人,糖代谢总异常率为16.1%(699/4355),正常组3656人,异常组699人;其中,男:女=1:1.48;年龄以60～69岁年龄段所占比例最高,2337人,占53.7%(2337/4355)。糖代谢正常组与异常组间比较差异具有统计学意义的因素分别为性别、文化程度、民族、是否干农活和是否饮酒(P<0.05),以上因素在异常组和正常组内的具体情况为:女性分别占51.2%(358/699)和61.3%(2240/3656);文化程度均以文盲所占比例最高,分别占 21.7%(152/699)和 47.2%(1725/3656):壮族所占比例亦均最高,分别占82.3%(575/699)和85.8%(3137/3656);平时干农活分别占57.9%(405/699)和65.7%(2402/3656);平时饮酒者分别占 32.5%(227/699)和 22.9%(837/3656)。2.饮食习惯比较:糖代谢异常组在烹调方式中炒菜的比例高于正常组,分别为19.7%(138/699)和16.1%(589/3656);异常组使用动物油进行烹调的比例低于正常组,分别为86.6%(605/699)和89.9%(3285/3656);每天食用蔬菜所占比例高于正常组,分别为74.7%(522/699)和69.6%(2545/3656),以上指标在两组间的差异均具有统计学差异(P<0.05)。3.相关临床指标比较:糖代谢异常组收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、甘油三酯(TG)、尿酸(UA)、肌酐(Cr)、BMI指数、腰臀比(WHR)所体现的腹型肥胖所占比重以及骨密度(BMD)所体现的骨质疏松症所占比重均高于正常组,以上指标在两组间的差异均具有统计学意义(P<0.05)。其中,异常组和正常组SBP分别为143.80±23.83 mmHg和 140.09±22.65 mmHg、DBP 分别为 82.32±14.04 mmHg 和 80.17±13.15 mmHg、TG 分别为 1.22(0.78)mmol/L 和 1.03(0.74)mmol/L、UA分别为 355.16±126.10 μ mol/L和320.62±113.91 μ mol/L、Cr分别为 70.33±29.73 μ mol/L 和 67.66±24.92 μ mol/L、BMI 指数所反映的超重或肥胖所占比重分别为31.8%(222/699)和22.6%(827/3656)、WHR所反映的腹型肥胖所占比重分别为49.5%(346/699)和42.5%(1553/3656)、骨密度(BMD)所体现的骨质疏松症所占比重分别为 25.6%(177/699)和 23.3%(852/3656)。4.采用非条件Logistic回归分析探讨糖代谢异常的影响因素,多因素分析结果显示:平时不干农活出现糖代谢异常的可能性是平时干农活的1.259倍(0R=1.259,95%CI=1.057～1.499)、TG≥1.7mmol/L者出现糖代谢异常的可能性是TG<1.7mmol/L者的1.185倍(0R=1.185,95%CI=1.108～1.268)、高尿酸血症出现糖代谢异常的可能性是尿酸正常者的1.034倍(0R=1.034,95%CI-1.007～1.662)、BMI≥24kg/m2者出现糖代谢异常的可能性是BMI<24kg/m2者的1.056倍(OR=1.056,95%CI-1.026～1.087)。结论:平时是否干农活、TG、尿酸和BMI指数是广西某县60岁及以上老年人群糖代谢异常的可能影响因素。第二部分广西某县老年人KCNQ1基因多态性和糖代谢异常的相关性研究目的:了解KCNQ1基因多态性在广西某县农村老年人群中的分布,探讨其基因多态性与血糖可能存在的关系。方法:采用imLDRTM多重SNP分型试剂盒,对广西某县农村60岁及以上老年人群的4355个样本KCNQ1基因6个SNP位点(rs1057128、rs151290、rs163184、rs2237892、rs2237897、rs231362)进行基因分型;将流行病学资料(基线问卷和体检结果)以及基因分型结果结合,采用GMDR0.9软件、SPSS22.0软件对数据进行统计学分析。结果:1.研究对象糖代谢异常水平糖代谢正常组3656人(空腹血糖<5.6mmol/L),糖代谢异常组699人(空腹血糖≥5.6mmol/L),异常组空腹血糖水平高于正常组空腹血糖水平(P<0.05)。2.多态性分布特点2.1研究群体的Hardy-Weinberg平衡检验KCNQ1基因6个SNP位点均满足Hardy-Weinberg平衡规律(P>0.05)。2.2基因型及等位基因频率所有人群的正常组和异常组中,三个位点rs151290、rs163184、rs2237897在各自基因型间的分布差异具有统计学意义(P<0.05),四个位点 rs151290、rs163184、rs2237892、rs2237897各自等位基因频率间的比较差异具有统计学意义(P<0.05);壮族人群中,三个位点rs151290、rs163184、rs2237897各自基因型间的分布差异具有统计学意义(P<0.05),五个位点rs1057128、rs151290、rs163184、rs2237892、rs2237897 各自等位基因频率间的比较差异具有统计学意义(P<0.05)。2.3不同基因型与糖代谢异常的关联性分析所有参与者中,rs151290位点从基因型、A等位基因携带者(AA+AC)发生糖代谢异常的可能性分别是CC基因型携带者的0.704倍(0.543～0.912)和0.822倍(0.696～0.971),rs2237892位点T等位基因携带者(CT+TT)发生糖代谢异常可能性是CC基因型携带者的0.848倍(0.721～0.998);rs2237897位点CT基因型、TT基因型和T等位基因携带者(CT+TT)发生糖代谢异常的可能性是CC基因型携带者的0.791倍(0.666～0.938)、0.737 倍(0.549～0.989)和 0.780 倍(0.663～0.918)。2.4 KCNQ1基因与环境和糖代谢异常的关系多因子降维法结果显示,最优的交互作用模型为由干农活、甘油三酯和rs2237897组成的三因素模型;在所有人群和壮族人群中,位点rs151290和rs1057128、rs163184、rs223797、rs2313162 交互分析时均发现,rs151290突变可使糖代谢异常的风险降低(P<0.05);位点rs2237897和 rs1057128、rs151290、rs223792、rs2313162 交互作用时,rs2237897突变均可使糖代谢异常的风险降低(P<0.05);分别与6个位点相互作用,平时干农活因素均表现出使发生糖代谢异常风险下降的可能,而高BMI指数、高TG均有糖代谢异常风险上升的可能。2.5 KCNQ1基因多态性和血脂水平的关系所有人群中,位点rs1057128在糖代谢正常组中,与GG基因型相比,A等位基因携带(AG+AA)者的TC水平和HDL-c水平均较低(P<0.05);rs151290在所有人群的糖代谢正常组中,与CC基因型相比较,AC基因型者的HDL-c水平较低(P<0.05),A等位基因携带(AG+GG)者的TC、HDL-c、LDL-c水平均较低;在糖代谢正常组的汉族人群中,位点rs163184的变异G等位基因携带者(GT+GG)的LDL-c水平显著高于TT基因型者(P<0.05)。结论 1.KCNQ1基因位点 rs151290、rs2237892 和 rs2237897 的多态性可能与广西某县农村老年人糖代谢异常的风险相关。2.是否干农活、TG和位点rs2237897间的相互作用效应对该县农村老年人群糖代谢异常影响最大;位点rs1057128、rs151290、rs2237897变异均有使糖代谢异常风险下降的可能;3.分别与6个位点相互作用,平时干农活因素均表现出使发生糖代谢异常风险下降的可能,而高BMI指数、高TG均有糖代谢异常风险上升的可能;4.位点 rs1057128、rs151290、rs163184、rs231362 的多态性可能与当地人群的不同血脂指标有关。第三部分 广西某县老年人KCNQ1基因甲基化水平与糖代谢异常的相关性研究目的:了解KCNQ1基因甲基化和糖代谢异常的关联性,并探讨该基因6个SNP位点与基因启动子区23个CpG位点的关系。方法:采用重亚硫酸盐扩增测序技术,测定KCNQ1基因启动子区23个CpG位点甲基化水平,采用多重线性回归分析23个CpG位点甲基化率情况与空腹血糖的关系,采用矩阵QTL分析方法分析KCNQ1基因6个SNP突变位点与其启动子区23个CpG位点的关系。结果:1.共193人纳入本部分研究,其中,糖代谢正常组96人,异常组97人,两组在人口学特征、饮食习惯、相关临床指标方面的差异均不具有统计学差异(P>0.05)。2.多重逐步回归分析显示,影响老年人糖代谢异常的CpG位点其作用从高到低的位点位置依次为66、113、138(P<0.05)。3.KCNQ1基因SNP位点rs2237892和rs2237897的不同基因型携带者在启动子区CpG位点151的甲基化水平差异均具有统计学意义(P<0.05),rs163184的不同基因型携带者在启动子区CpG位点40和80各自间的甲基化水平均具有统计学意义(P<0.05)。结论:1.KCNQ1基因CpG位点66、113和138甲基化程度可能与广西某县老年人的糖代谢水平有关。2.KCNQ1基因内含子15中的位点rs2237897多态性可能与该基因启动子区CpG位点151上的甲基化水平有关。