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妊娠期糖尿病孕妇胎盘FTO蛋白表达与新生儿出生体重的关系

郭喜莲 郑绘霞

【摘要】 目的 研究妊娠期糖尿病(GDM)孕妇胎盘组织中肥胖相关性基因(FTO)的表达与新生儿出生体重之间的关系。方法采用免疫组化方法检测2016年5月~2017年3月山西医科大学第一医院进行产前检查并正常分娩的57例妊娠期糖尿病孕妇与33例正常孕妇分娩的新鲜胎盘组织中FTO蛋白的表达,将其分为正常出生体重组、巨大儿组、合并GDM正常体重组、合并GDM巨大儿组,分析GDM与新生儿体重之间的关系。结果胎盘FTO蛋白表达在正常出生体重组和巨大儿组相比,差异无统计学意义。胎盘FTO蛋白表达在合并GDM正常出生体重组较正常体重组表达明显增加(P<0.05),胎盘FTO蛋白表达在合并GDM巨大儿组较巨大儿组表达升高,胎盘FTO蛋白表达在合并GDM巨大儿组较正常出生体重组表达升高,胎盘FTO蛋白表达在合并GDM巨大儿组高于合并GDM正常体重组,以上差异均有统计学意义。结论GDM患者胎盘FTO蛋白表达显著升高,并且FTO蛋白阳性表达与新生儿体重呈正相关。

【关键词】 妊娠期糖尿病; 肥胖相关性基因蛋白; 胎盘; 出生体重

作者单位:030001 太原,太原市妇幼保健院妇产科(郭喜莲);山西医科大学第一医院病理科(郑绘霞)

代谢性疾病比如肥胖、糖尿病等都是由于能量过剩,长期伏案的生活以及遗传易感性引起的。妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)定义为妊娠后首次出现的糖尿病[1]。有研究[2-3]表明,GDM对后代健康影响很大,后代肥胖的发病率高达10倍,糖耐量异常在青春期发病率高达4倍。胎盘中肥胖相关性基因(fat mass and obesity-associated gene,FTO)是一个与肥胖性疾病关系密切的基因,FTO基因突变将会导致体重增加[4]。本文将通过免疫组化方法检测胎盘中FTO蛋白表达,旨在研究GDM与胎盘FTO表达的关系,以及FTO表达与新生儿出生体重之间的关系。

资料与方法

1. 一般资料:选择2016年5月~2017年3月山西医科大学第一医院进行产前检查并正常分娩的57例GDM产妇和33例正常产妇,其中GDM产妇平均年龄为(27.0±2.41)岁,孕(38.0±1.1)周;正常产妇平均年龄为(27.5±2.4)岁,孕(38.1±1.2)周。再将两组产妇胎盘按新生儿出生体重分为正常体重组和巨大儿组。其中,巨大儿是指出生体重大于4 000 g;正常体重儿是指出生体重在2 500~4 000 g之间。共分为4组,其中正常体重组18例,巨大儿组15例,合并GDM正常体重组24例,合并GDM巨大儿组33例。GDM诊断标准参照(IAPNSG2010)妇产科第八版教材标准[5],75 g葡萄糖行口服葡萄糖耐量试验(OGTT),即空腹血糖≥5.1 mmol/L,1h血糖≥10.0 mmol/L,2 h 血糖≥8.5 mmol/L,任意一点血糖值异常即可诊断为GDM。本研究经山西医科大学第一医院伦理委员会批准,并获得产妇的知情同意权。

2. 主要试剂:兔抗人FTO多克隆抗体购自福州迈新生物技术开发有限公司;DAB显色试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司。

3. 方法:免疫组化SP法检测所有产妇胎盘娩出后立即于胎盘滋养层组织剪取0.5 cm × 1.0 cm × 1.0 cm的胎盘组织,置于中性福尔马林溶液浸泡24 h,脱水、透明、石蜡包埋、4 μm切片。一抗为兔抗人FTO抗体,稀释度1∶300,相关操作严格按照说明书进行。

4. 判定标准:FTO以胎盘滋养细胞的胞核染成黄棕色或黄褐色均匀颗粒为阳性表达。高倍显微镜下随机观察5个视野,每个视野计数100个细胞计算百分比,阳性细胞1%~25%为1分,26%~50%为2分,51%~75%为3分,76%~100%为4分。阳性强度,无色为0分,淡黄色为1分,黄色为2分,棕黄色为3分;上述两项分数相加后0分为-,2~3分为+,4~5分为++,6~7分为+++,免疫组化结果判定由山西医科大学第一医院两位老师共同完成,阳性表达率为低、中、高阳性表达率之和。

5. 统计学处理:应用SPSS19.0进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差表示,采用卡方检验比较各组FTO蛋白表达情况,以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

胎盘FTO蛋白在正常出生体重组、巨大儿组、合并GDM正常体重组、合并GDM巨大儿组4组中均有阳性表达,阳性表达率分别是38.9%、46.7%、70.8%、93.9%。正常出生体重组与巨大儿组相比,胎盘FTO蛋白表达差异无统计学意义;合并GDM正常出生体重组较正常体重组胎盘FTO蛋白表达明显增加,合并GDM巨大儿组较巨大儿组胎盘FTO蛋白表达升高,合并GDM巨大儿组较正常出生体重组胎盘FTO蛋白表达明显升高,合并GDM巨大儿组胎盘FTO蛋白表达高于合并GDM正常体重组,以上差异均有统计学意义,合并GDM巨大儿组、合并GDM正常体重组FTO蛋白阳性表达与新生儿体重呈正相关(Z=3.977,P=0.046)。见表1、图1。

讨论

2007年通过全基因组关联研究(genome-wide association study,GWAS)法筛查了正常人常染色体基因组490 032个SNP位点,确定了普通人群肥胖的候选基因是肥胖相关性基因(fat mass and obesity-associated gene,FTO)[6]。FTO蛋白位于染色体16q12-q24,全长400 kb,是一类脱氧核糖核酸去甲基化酶。研究[7-8]证实,FTO遗传变异(rs9939609)与肥胖表型密切相关,并且FTO基因的SNPs可影响成人和儿童的BMI,与体重增长、摄食行为习惯有关。有研究[9]资料表明,胎儿宫内发育过程与遗传因素和宫内环境关系密切,从而导致胎儿生长发育异常。

本研究表明,合并GDM正常体重组FTO蛋白阳性表达率高于正常出生体重组,合并GDM巨大儿组FTO蛋白阳性表达高于巨大儿组,说明GDM孕妇胎盘FTO蛋白表达高于正常妊娠孕妇。Yang 等[10]通过meta分析研究FTO多态性与Ⅱ型糖尿病之间的关系,以及这种关联是否与FTO的基因片段有关,证实FTO基因片段rs9939609和rs8050136与Ⅱ型糖尿病患者关系密切,FTO基因片段增加了Ⅱ型糖尿病的风险,并且rs9939609和rs8050136在肥胖的发生发展中也发挥作用。而GDM患者也表现出肥胖、胰岛素抵抗,与Ⅱ型糖尿病的病理生理类似[11-13]。因此,胎盘FTO蛋白表达与GDM呈正相关[14]。另外,本研究发现,正常出生体重组FTO蛋白阳性表达与巨大儿组相比,差异无统计学意义;而合并GDM巨大儿组FTO表达高于巨大儿组,差异有统计学意义。这更加证实了GDM与FTO蛋白之间的关系。

本研究表明,GDM巨大儿组FTO蛋白阳性表达率高于GDM正常体重组,差异有统计学意义,两组胎盘中FTO蛋白阳性表达率与新生儿体重呈正相关,说明FTO蛋白表达与GDM新生儿体重有关联。张帆[15]通过荧光定量PCR检测80例GDM产妇和64例正常产妇胎盘组织FTO mRNA水平,并分析了两组FTO mRNA表达含量与新生儿出生体重之间的关系,发现GDM组FTO mRNA表达含量与新生儿体重和BMI呈正相关,FTO对胎儿体重有重要影响。有研究[16]发现,GDM孕妇后代发生肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病以及心脑血管疾病的概率增加,GDM孕妇远期发生II型糖尿病的概率为17%~63%,而II型糖尿病糖尿病与体重指数增加关系紧密,有研究表明II型糖尿病与FTO基因有直接关系,FTO基因高表达是GDM后期并发II型糖尿病的高危因素[17]

表1 胎盘FTO蛋白在各组中的表达情况

组别例数阴性[例(%)]阳性[例(%)]低表达中表达高表达合计正常产妇 正常出生体重组1811(61.1)3(16.7)3(16.7)1(5.6)7(38.9) 巨大儿组158(53.3)3(20.0)2(13.3)2(13.3)7(46.7)GDM产妇 合并GDM正常体重组247(29.2)4(16.7)6(25.0)7(29.2)17(70.8) 合并GDM巨大儿组332(6.1)7(21.2)9(27.3)15(45.5)31(93.9)

综上所述,本研究发现,GDM患者胎盘FTO蛋白表达显著升高,并且GDM孕妇娩出巨大儿的发生率大大提高,FTO蛋白阳性表达与新生儿体重呈正相关,但还不能确定健康产妇生产的巨大儿是由于FTO过度表达所致。随着研究进展,FTO不仅仅只是肥胖相关蛋白,将进一步揭示FTO基因与机体功能和疾病的关系,以期为糖尿病等代谢性疾病提供新的治疗靶点。

A:正常出生体重组;B:巨大儿组;C:合并GDM正常体重组;D:合并GDM巨大儿组
图1 FTO蛋白表达在四组胎盘组织中的表达情况(免疫组化SP法 ×200)

青春期泄殖腔畸形1例

参考文献

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3 Zhang Y,Zhang Y,Ding GL,et al.Regulation of hepatic pyruvate dehydrogenase phosphorylation in offspring glucose intolerance induced by intrauterine hyperglycemia.Oncotarget,2017,8:15205-15212.

4 Church C,Moir L,McMurray F,et al.Overexpression of FTO leads to increased food intake and results in obesity.Nat Genet,2010,42:1086-1092.

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7 Prakash J,Mittal B,Srivastava A,et al.Association of FTO rs9939609 SNP with obesity and obesity-associated phenotypes in a North Indian population.Oman Med J,2016,31:99-106.

8 Church C,Moir L,McMurray F,et al.Overexpression of Fto leads to increased food intake and results in obesity.Nat Genet,2010,42:1086-1092.

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14 Petry CJ.Gestational diabetes:risk factors and recen advances in its Genetics and treatment.Br J Nutr,2010,104:775-787.

15 张帆.妊娠期糖尿病孕妇胎盘FTO基因表达与新生儿出生体重的关系.中国医科大学,2014:1-33.

16 Kim SY,Sharma AJ,Callaghan WM.Gestational diabetes and childhood obesity:what is the link?.Curr Opin Obstet Gynecol,2012,24:376-381.

17 Buchanan TA,Xiang AH,Page KA.Gestational diabetes mellitus:risks and management during and after pregnancy.Nat Rev Endocrinol,2012,8:639-649.

(收稿日期:2019-08-26)