烟酰胺N-甲基转移酶(NNMT)基因多态性与心脑血管病关系的代谢组学研究

The studies from the populations of Japan, Europe and Israel show there are many single nucleotide polymorphisms (SNPs) in nicotinamide N-methyltransferase (NNMT) gene sequence, and some of them are closely related to cardio-cerebrovascular diseases (CCDs). However the relationship between these SNPs and CCDs in the Chinese ethnic groups is not researched yet, and the functions of them and their roles in the occurrence of CCDs are still unclear. Though the pathomechanism of CCDs is not discovered completely, epidemiological studies have shown that it can be attributed to the co-effects of genetics, diet and exercise, and the initial stage of this kind of deseases generally performed for three-hypers, hypertension , hyperglycemia and hyperlipaemia. Therefore this project will explore the roles of these SNPs in the occurrence of CCDs by analyzing their metabolic regulation functions and the correlation between them and three-hypers. Firstly, the SNPs and haplotypes related to three-hypers can be detected by NNMT gene sequencing, and then the metabolic responses to high-fat, high sugar, high protein diets and exercise of three-hypers susceptibility NNMT gene carriers will be studied using NMR-based metabonomics method.

对欧洲、日本、以色列等各族人群的研究证实，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因存在多个单核苷酸多态位点（SNPs)，并且某些SNPs与心脑血管病密切相关，但是中国各族、各地人群NNMT基因SNPs与此关系的研究还未见报道，这些SNPs的功能及其在心脑血管病形成中的作用也不清楚。虽然心脑血管病的病因目前尚未完全阐明，但是流行病学研究显示，可以归结为遗传、饮食和运动共同作用的结果，并且初始阶段普遍表现为三高症--高血压、高血糖和高血脂。本项目以三高症为切入点，利用代谢组学方法，通过研究NNMT基因SNPs与三高症的关系及其对代谢的调控作用来反映其在心脑血管病形成中的作用：首先进行DNA测序，确定江西汉族人群NNMT基因中分别与三高症明显相关的SNPs和相应的单倍型；然后根据NNMT基因SNPs分型，分别研究三高症易感型NNMT基因携带者和非易感型对照组对高脂、高糖、高蛋白饮食和运动的代谢应答。

对欧洲、日本、以色列等各族人群的研究证实，烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）基因存在多个单核苷酸多态位点（SNP)，并且某些SNP与心脑血管病密切相关，但是中国汉族人群NNMT 基因SNP与心脑血管病的关联性研究还未见报道，这些SNP的功能及其在心脑血管病形成中的作用也不清楚。虽然心脑血管病的病因目前尚未完全阐明，但是流行病学研究显示，心脑血管病在初始阶段普遍表现为三高症——高血压、高血糖和高血脂。本项目以三高症为切入点，利用代谢组学等方法，通过研究NNMT基因SNP与三高症的关系及其对代谢的调控作用来反映其在心脑血管病形成中的作用。首先利用Haploview软件，根据千人基因组计划SNP数据库中国汉族人群的数据，从NNMT基因筛选出了19个标签SNP（TagSNP）；然后招募三高症Case组和健康对照组（Control）针对这19个TagSNP进行关联性研究。结果发现：高血糖Case组与对照组之间，以及高血脂Case组与对照组之间具有显著性差异的位点完全一致，都是rs3819100、 rs2256292和rs1941404，并且统计学分析显示rs1941404的P值最小；而高血压Case组与对照组之间具有显著性差异的位点则只有1个（rs1941404）。可见，NNMT基因多态性与三高症之间都具有高度的关联性，并且其中rs1941404位点的变异对三高症具有最为明显的调节作用。因此后续针对三高症与NNMT基因多态性所进行的生理学和代谢组学分析主要围绕rs1941404位点的变异进行。从生理学研究结果来看，三高症易感型基因携带者（CC型）静息能量代谢明显低于三高症非易感型基因携带者（CT+TT型），呼吸商则明显高于CT+TT型受试者，因此对机体能量代谢的影响可能是rs1941404变异导致三高症出现的主要生理机制。从代谢组学的结果来看，与TT+CT型相比，三高症易感型基因携带者CC型实验对象的代谢特征出现了明显的变化，并且这一差异主要是由Tryptophan、 Tyrosine 和Arginine这三种氨基酸代谢变化造成的，可见rs1941404变异对这三种氨基酸的代谢通路的影响应该是其诱导三高症产生的主要代谢机制。