專題討論1:代謝症候群新進展
Recent Progress in Metabolic Syndrome

程 序 表

S1-3
代謝症候群的遺傳因素
Genetic Factors of the Metabolic Syndrome

張以承1,2
1.中研院基因體研究中心2.臺大醫院北護分院

  研究顯示代謝症候群(metabolic syndrome)有很強的遺傳性,可是針對代謝症候群致病基因的找尋卻沒有很一致的結果,數個全基因組關聯研究(genome-wide linkage study)所找到的數個候選染色體區域,重覆性並不高,針對代謝症候群的全基因組相關研究(genome-wide association study, GWAS)也沒有一致的結果。

  不過,在代謝症候群的病理機轉中,adiponectin扮演很重要的核心角色,針對血清adiponectin濃度的GWAS,很一致地發現adiponectin基因與CDH13(cadherin 13- preproptotein)基因的變異與adiponectin血清濃度有高度相關,進一步研究認為CDH13是vascular adiponectin receptor。

  雖然針對代謝症候群的基因研究沒有一致的結果,但是,針對代謝症候群各個組成的代謝異常(中心肥胖,血脂異常,高血糖,高血壓)遺傳因子的找尋,隨著GWAS的出現,在過去5年中,有許多突破性的發現:
(a) 與第二型糖尿病或空腹血糖濃度確定相關的基因數目,目前已增加到40個左右,而這些新發現的基因,為第二型糖尿病致病機轉,帶來許多新的了解,這些基因包括TCF7L2(與胰島細胞的發生及GLP-1調控有關),FTO(與肥胖與食慾有關),HHEX/IDE(與胰島素代謝有關), CDKAL1(與胰島細胞週期有關),SLC30A8(鋅離子通道,與胰島素儲存與分泌有關) 除此之外,還有細胞增生與胚胎發生(GLIS3, MADD, PROX1),葡萄糖運輸與血糖感受(SLC2A2, GCK, GCKR , G6PC2),以及日夜節律(MTNR1B, CRY2)的基因。最近數個在東亞族群進行的GWAS,發現了東亞族群特有的基因變異KCNQ1,此鉀離子通道基因,可能與胰島素分泌有關。華人的第二型糖尿病GWAS,找到了多個華人特有的基因變異(PTPRD, SRR等), 其機制還有待探討。另外,粒線體基因組多型性N9a也被證實在東亞族群與第二型糖尿病有關,暗示粒線體能量代謝在糖尿病的重要性。
(b) GWAS找到約20個常見的肥胖基因,絕大多數與下視丘食慾控制有關(FTO, MC4R, POMC, SH2B1 BDNF),少數與脂肪細胞生成以及脂質代謝有關(FAIM2, MTCH2)。
(c) GWAS找到許多確定的血脂異常基因,大部份都是已知與脂質代謝有關的基因,如CETP, ABCA1, LIPC, LIPG, LPL, PLTP基因和高密度脂蛋白膽固醇有關, APOA5, LPL, FADS1-3, LIPC, APOB, CILP2基因和三酸甘油脂有關。
(d) 高血壓:高血壓GWAS訊號相對而言比較不明顯,一致出現的基因包含ATP2B1 (ATPase, Ca(2+)-transporting, plasma membrane),其負責把鈣離子從血管內皮細胞打出去,以及SH2B3(SH2B adaptor protein 3),其功能未明,可能是負責訊息傳遞。
奇怪的是,這些GWAS找到的基因變異,大多數於內含子(intron)或基因之間(intergenic),其所增加的風險,都只有1.05-1.4左右,全部加起來,只能解釋很小部份的遺傳變異(5-10%),目前研究趨勢是由全基因組定序(whole-genome sequencing)或全外顯子定序(exome sequencing)找尋罕見的基因變異,或是探索超基因作用(epigenetics)。