老年女性髋部骨质疏松发病中雌激素受体基因多态性分布的年龄差异

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.07.002

摘要/Abstract

摘要：

背景：由于基因多态性分布存在年龄差异，骨质疏松所致的全身性骨骼疾病在不同年龄人群中的发病率也不同。

目的：分析雌激素受体基因多态性分布在老年女性髋部骨质疏松发病中的年龄差异情况。

方法：选择老年女性髋部骨质疏松患者72例作为骨质疏松组，同期选择健康体检的非髋部骨质疏松老年女性72例作为对照组，两组的年龄、合并疾病等状况对比差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性。同时进行雌激素受体基因XbaⅠ与PvuⅡ位点的PCR-RFLP分析与骨密度检测。

结果与结论：骨质疏松组的等位基因X的比例和基因型XX的比例显著高于对照组。XX基因型患者的年龄明显大于Xx和xx基因型(P < 0.05)。Logistic多元回归的线性相关分析显示年龄与XX基因型的髋部骨质疏松发生存在明显的相关性(P < 0.05)。说明雌激素受体基因XX位点的多态性对于老年女性髋部骨质疏松发病有一定的影响，且有相关的年龄分布差异。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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关键词: 组织构建, 骨组织工程, 雌激素受体, 基因多态性, 老年女性, 髋部骨质疏松, 年龄

Abstract:

BACKGROUND: Since the age differences exist in gene polymorphism, the incidence of osteoporosis-induced systemic skeletal diseases is varied in different age groups.

OBJECTIVE: To investigate the age differences of estrogen receptor gene polymorphisms in the elderly women with hip osteoporosis.

METHODS: Seventy-two elderly women with hip osteoporosis were selected as osteoporosis group, and another 72 non-hip osteoporosis elderly women served as controls. There was no significant difference in age and diseases between two groups (P > 0.05). Simultaneously, PCR-RFLP at loci of Xba I and Pvu II and bone mineral density were analyzed and tested.

RESULTS AND CONCLUSION: The distribution rates of X and XX alleles were significantly higher in the osteoporosis group than the control group (P < 0.05). Patients with the XX genotype were significantly older than those with Xx and xx genotypes (P < 0.05). Logistic regression linear correlation analysis showed that the age was obviously correlated with the occurrence of hip osteoporosis in patients with XX genotypes (P < 0.05). These findings indicate that gene polymorphisms at XX locus of estrogen receptor gene have some influences on the occurrence of hip osteoporosis in elderly women, and there is the age-related distribution difference.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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Key words: Receptors, Estrogen, Genes, Hip, Osteoporosis, Aged

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 5

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引言

骨质疏松是以骨组织微细结构破坏和骨量减少为特征的，导致易骨折或者骨的脆性增加的全身性骨骼疾病^[1]。老年妇女绝经后的骨质疏松症起因是雌激素的减少，但雌激素减少影响骨组织的具体机制还未被充分掌握。

雌激素可调节专门分解骨组织的破骨细胞的寿命，从而达到维持骨钙含量、避免骨质疏松的效果。同时机体中存在分解骨组织的破骨细胞和形成骨骼的成骨细胞，正常情况下这两种细胞各自发挥作用，并保持良好的平衡，而骨质疏松症患者体内的这种平衡被打破，破骨细胞的作用过于活跃。当前髋部骨质疏松比较常见，也更加容易导致髋部骨折^[2]。而随着中国社会人口老龄化，髋部骨质疏松的发病率迅猛上升，直接威胁老年人健康和生活质量^[3]。其中老年女性绝经后妇女因雌激素水平低下，骨偶联过程失衡引起骨量减少，导致髋部骨质疏松的发生率较高。

骨质疏松症是21世纪主要防治病之一，并且老年女性常常合并各种内科疾病，包括高血压、糖尿病、高血脂等，患者的全身状况往往较差，导致对于诊断与治疗的要求更高^[4-5]。

当前基因多态性在临床医学中的研究已日益广泛，其与疾病易感性的联系研究也逐渐增加。比如当前发现的骨质疏松候选基因最主要的就是雌激素受体基因，已经证实雌激素缺乏时，导致骨吸收增加^[6-7]。雌激素通过与雌激素受体结合发挥生物学作用，将会影响雌激素对骨代谢的调节作用^[8]。不过由于基因多态性分布存在年龄差异，各种疾病在不同年龄人群中的发病率也不同^[9]。文章为此具体探讨了雌激素受体基因多态性分布在老年女性髋部骨质疏松发病中的年龄差异。

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材料方法

设计：病例-对照。

时间及地点：观察对象来源于2011年8月至2013年12月广东医学院附属福田医院诊治的老年女性髋部骨质疏松患者及同期健康体检的老年女性。所有研究对象均经过随机筛选和流行病学调查。

对象：

骨质疏松组：选择2011年8月至2013年12月本院进行诊治的老年女性髋部骨质疏松患者72例。年龄61-79岁，平均(68±2)岁。

诊断标准：骨质疏松标准按髋骨(健侧的X射线片)骨密度 Singh 指数进行判定，在2级或2级以下判断为骨质疏松明显。

纳入标准：①年龄≥60岁。②符合髋部骨质疏松的诊断标准。③患者对指标检测均知情同意。

对照组：同期选择在本院进行健康体检的老年女性72例，年龄61-78岁，平均(68±4)岁。

纳入标准：①年龄≥60岁。②无髋部骨质疏松。③对指标检测均知情同意。

排除标准：①两组均无伴随严重的并发症。②排除合并影响骨代谢的甲状腺功能亢进、风湿性关节炎者。③无长期服用激素类药物。

材料：

方法：

标本采集：所有入选者抽取空腹静脉血约5 mL置入10 mL EDTA抗凝管中，离心后弃去上层血浆层，留取中层白细胞浓缩层，-80 ℃低温保存待检测，所有入选对象均详细询问病史及体检，检查血钙含量，同时由专人问卷调查收集年龄、身高、体质量、绝经年龄。

基因多态性检测：抗凝全血，采用DNA提取试剂盒统一提取DNA后行PCR-RFLP(聚合酶链反应-限制性片断长度多态性)鉴别基因类型，计算基因型频率及等位基因频率。根据人雌激素受体基因DNA序列设计引物，上游引物：5'-CTG CCA CCC TAT CTG TAT CTT TTC CTA TTC TCC，下游引物：5'-TCT TTC TCT GCC ACC CTG GCG TCG ATT ATC TGA。在酶切中选择PvuⅡ限制酶(PP型)、XbaⅠ限制酶(XX型)。

骨密度检测：受试者取仰卧位，采用双能X射线骨密度仪测定其髋部的骨密度值(g/cm²)。

主要观察指标：①两组受试者XX基因型的分布。②两组受试者PP基因型的分布。③骨质疏松患者雌激素受体基因多态性与一般资料的相关性。④雌激素受体基因多态性的老年女性髋部骨质疏松发生因素的多元逐步回归分析。

统计学分析：应用 SPSS 17.0软件进行各组均数间进行t 或χ²检验，骨质疏松发病与其他因素的相关性采用多元逐步回归分析，P < 0.05代表差异有显著性意义。

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讨论

众所周知，骨质疏松症是以骨组织微细结构退化和骨量减少，以致骨的脆性增加而骨折危险度增加的一种全身性疾病，骨密度是诊断骨质疏松的重要依据^[10]。其主要变化是骨结构变得稀疏，骨重量减轻，脆性增加，容易骨折。骨质疏松症发病率很高，已成为世界性的常见代谢性疾病，估计全球约有骨质疏松患者1亿人^[11-12]。骨质疏松症的病理原因迄今未完全查明，有相当充分的证据说明，它与遗传因素关系密切^[13-14]。科学家对孪生子及家系研究发现，遗传与峰值骨密度密切相关。

维生素D是人体必需的营养素，是人体钙吸收的重要调节因子，相关骨质基因就是通过锁定维生素D受体，调节骨钙的吸收，对骨代谢起主导作用^[15]。其中携带“XX”型基因的人，在绝经18年后出现骨质疏松；携带“Xx”型基因的人在绝经22年后出现骨质疏松；而具有“xx”型基因者，可以推迟到绝经29年后才出现骨质疏松^[16]。

骨密度的高低75%取决于遗传，25%取决于其他因素。随着年龄增长，遗传因素逐渐减弱，而环境因素影响加大，两者存在相互消长的关系，人们可以通过自身努力防止或推迟骨质疏松症的发生。

研究发现，随着体质量的增加，骨质疏松骨折发生的机会减少，这是因为体质量是一种机械负荷因素，体质量较大者的骨骼能承受较大的负荷，从而有较高的骨密度^[17]。不过人的骨密度值不是一成不变的，在人体的新陈代谢之中，峰值骨量和骨丢失率共同决定骨密度值。

饮食习惯及运动等对骨密度与老年女性髋部骨质疏松的影响已得到普遍认同，而遗传因素与相关分子生物学标签对骨密度与老年女性髋部骨质疏松的影响则在近几年得到重视^[18-19]。

老年女性髋部骨质疏松是临床上的常见疾病，也是导致髋部骨折的主要病因之一。现代研究认为老年女性髋部骨质疏松的病因学是复杂的，受多方面的影响，目前流行病学调查资料表明老年女性髋部骨质疏松在同卵双生和一级亲属中的发病率明显高于正常人群，并表现出其发病率明显下降的特征，表明老年女性髋部骨质疏松属于多基因遗传病，与环境因素与遗传因素密切相关，为此对于其的分子生物学研究也正在展开^[20-21]。

老年女性髋部骨质疏松的病理改变主要表现在髋关节的即髋臼、股骨头及其周围韧带。韧带松弛和股骨头的骨质疏松是髋脱位与髋部发病的重要因素，其中关节松弛与基因遗传有关，目前多数资料也支持骨质疏松是老年女性髋部骨折病理变化的基础^[22]。此外基因型的多态性还可以作为判定药物疗效的手段，可以在分子水平上观察药物的疗效，针对性的治疗及预防，从而提高预后效果。

有研究给普通实验鼠注射雌激素，结果破骨细胞中启动细胞凋亡的基因变得活跃，最终导致破骨细胞死亡。而没有雌激素受体的实验鼠，其破骨细胞中的基因活动无变化，破骨细胞始终“健在”。表明雌激素借助雌激素受体作用于破骨细胞，可缩短破骨细胞的寿命，进而维持骨钙含量。

雌激素是人体内重要的性激素，也是重要的调节骨代谢的激素之一。在骨的新陈代谢中，雌激素能刺激软骨的发生、骨骺生长板融合和骨的成熟^[23-24]。而在骨重建过程中，雌激素对破骨细胞有促凋亡作用，还对成骨细胞的分化有促进作用。

雌激素缺乏时尿钙排泄增加，血钙水平升高，为此雌激素水平下降可导致骨吸收增加。而通过生物学功能分析，雌激素只有与雌激素受体结合后才能发挥生物学效应。

雌激素受体是能和小分子疏水配体结合的核受体超家族激素受体成员之一，具有转录因子的作用，位于胞核或胞浆内，其两种受体亚型包括雌激素受体α和雌激素受体β，由于相关研究的比较多，通常提及的雌激素受体均为雌激素受体α^[25]。

雌激素受体α与雌激素结合后形成二聚体，促进或抑制靶基因的转录，从而调节与骨代谢相关的激素或细胞因子的表达。当雌激素受体基因的碱基发生突变，就可以而影响雌激素受体功能的正常发挥^[9]。

目前发现有3处最常见的雌激素受体基因多态性，实验选择的是在Pvu Ⅱ和Xba Ⅰ的识别位点上。本组结果显示，骨质疏松组的XX位点等位基因与基因型的分布率与对照组对比差异都有显著性意义(P < 0.05)，骨质疏松组的等位基因X的比例高，基因型XX的比例高，并且随着年龄的增加，等位基因X的比例逐渐增加，基因型XX的比例也在增加。骨质疏松组的PP位点等位基因与基因型的分布率与对照组对比差异无显著性意义(P > 0.05)。表明雌激素受体基因中的XX位点多态性与老年女性髋部骨质疏松的相关性已得到证实，但是相关机制还不清楚，需要进一部研究。

而在老年女性髋部骨质疏松雌激素受体基因多态性对于临床特征的互相影响上，本文结果显示，骨质疏松组的PP位点的各基因型患者在年龄、身高、体质量、绝经年限及血钙含量等指标对比上无显著性意义(P > 0.05)。不过XX位点的各基因型患者在年龄对比上差异有显著性意义，XX基因型患者的年龄明显大于其他两组(P < 0.05)，也表明了年龄越大的妇女，更加容易表现为XX基因型，发生骨质疏松的几率也在增加。logistic多元回归的线性相关分析法显示年龄与XX基因型的髋部骨质疏松发生存在明显的相关性(P < 0.05)。

相关研究也表明成骨细胞中基因表达随年龄的改变与骨质疏松症的有关，与年轻的成骨细胞相比，老年成骨细胞的核因子κB活化因子受体配体表达水平更高，而骨保护素表达较低，不管是在mRNA水平上，还是在蛋白水平上都是如此。而且老年成骨细胞会诱导产生更多的破骨细胞。表明遗传因素与流行病学年龄的研究将为从遗传角度早期筛查骨质疏松的高危人群，及在临床进行基因诊断和治疗提供必要的理论依据^[11^，^13]。

总之，骨质疏松症影响约30%的女性及12%的男性，多数为老年人。在世界范围内的老年群体中，这种情况很普遍，其表现为骨质的流失，以及日后骨折风险的加大。雌激素受体基因XX位点的多态性对于老年女性髋部骨质疏松发病有一定的影响，且有相关的年龄分布差异，值得进一步研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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