N6AMT1 基因变异与妊娠期糖尿病的关联

介绍

妊娠糖尿病（GDM）是妊娠期间最常见的代谢并发症。 其特征是在怀孕期间出现或首次检测到的葡萄糖耐量异常。 全球GDM患病率为14.0%，中国为14.8%。1,2 研究表明，妊娠期糖尿病除​​了影响妊娠过程外，还可能对母亲及其后代产生长期不利影响。3 随着 GDM 患病率持续上升，迫切需要更具成本效益的策略来减轻母亲和儿童的负担。 GDM 的病因仍有待充分了解。 它是由遗传、表观遗传和环境因素引起的多因素代谢紊乱。4,5

这 N6AMT1 甲基转移酶在砷甲基化代谢中发挥重要作用，最近被确定负责 DNA N-6-甲基腺嘌呤 (6mA) 修饰。12–14 异常的表观遗传修饰，例如 DNA 或 RNA 的甲基化，与 GDM 有关。15,16 幸运的是，这些表观遗传修饰是可逆的，使其成为 GDM 预防和治疗的有希望的目标。 DNA 6mA 修饰是一种新发现的表观遗传标记，广泛存在于多个物种中。12,17 号 这种修饰是通过特定的甲基转移酶将 S-腺苷-L-甲硫氨酸 (SAM) 的甲基添加到腺嘌呤环的第六位来产生的，例如 N6AMT1。18 DNA 6mA 在调节基因表达和细胞防御方面发挥着至关重要的作用。 DNA 6mA 修饰的失调与胚胎发生、神经精神疾病、高血压、慢性肾病和肿瘤发生有关。19-23日 最近的一项研究报告称，6mA 富含哺乳动物线粒体 DNA (mtDNA)，可调节线粒体应激反应。24 虽然6mA的生物学功能最初被研究，但其在代谢性疾病中的作用，主要是 N6AMT1尚待探索。

OCM 是一种为甲基化反应提供 SAM 的生化途径，并受到叶酸和其他营养素（如维生素 B12、胆碱和甜菜碱）的影响。25 同型半胱氨酸 (Hcy) 是 OCM 途径中叶酸或维生素 B12 缺乏症最常用的生物标志物。 微量营养素补充剂（尤其是叶酸和维生素 B12）对 GDM 风险的影响在全世界范围内受到越来越多的关注。 一些前瞻性研究证实，叶酸摄入过多或血液叶酸含量较高会增加妊娠期糖尿病的风险。26–28 其他研究发现，较低的血液维生素 B12 与较高的 GDM 风险相关。29,30 由于叶酸和维生素 B12 对 OCM 途径的相互作用，一些研究表明叶酸和维生素 B12 的不平衡（较高的叶酸和较低的维生素 B12）与较高的 GDM 风险相关。31,32 此外，参与 SAM 生成的叶酸和维生素 B12 在 DNA 甲基化中发挥重要作用。

主题、材料和方法

研究人群

样本收集和协变量评估

妊娠期糖尿病的诊断

在怀孕 24 至 28 周之间，进行 75 克口服葡萄糖耐量试验 (OGTT) 筛查试验以检查是否有 GDM。 如果以下任何一项值符合或超过国际糖尿病和妊娠研究组协会 (IADPSG) 制定的标准，即可诊断 GDM： 1 小时空腹血糖 (FPG) 为 5.1 mmol/L 或更高血浆葡萄糖（1-h PG）为 10.0 mmol/L 或更高，2 小时血浆葡萄糖（2-h PG）为 8.5 mmol/L 或更高。10

基因分型 N6AMT1 单核苷酸多态性

统计分析

我们使用描述性统计方法来总结研究参与者的基线特征 [n (%) and median and interquartile range (IQR) were present for categorical variables and continuous variables, respectively]。 我们使用 Wilcoxon Mann-Whitney U-检验 GDM 和非 GDM 组之间偏态分布的连续变量的差异。 我们采用卡方或 Fisher 精确检验来确定每个 SNP 基因型的 Hardy-Weinberg 平衡 (HWE) 并比较组间的分类数据。 使用 Haploview，我们评估了连锁不平衡 (LD) 和选定的标签 SNP（见图 S1）。

我们进行逻辑回归以获得遗传变异的比值比 (OR) 和 95% 置信区间 (CI) N6AMT1 GDM 风险的 SNP。 所有模型均针对潜在的母亲混杂因素进行了调整，包括年龄、教育水平、吸烟和饮酒习惯、糖尿病家族史、产次、孕前 BMI 和血清 OCM 营养素（叶酸、维生素 B12 和 Hcy）。 显性模型被发现是最好的遗传模型 N6AMT1 基于 Akaike 信息准则 (AIC) 和贝叶斯信息准则 (BIC) 最小值的 GDM 风险 SNP（参见结果部分）。

我们在 R（版本 4.1.3；R 统计计算项目）中进行了所有统计分析，并且 磷 值 < 0.05 被认为具有统计显着性。

结果

研究人群的基线特征

表格1 显示研究参与者的基线特征以及血清叶酸、维生素 B12 和 Hcy 水平。 在 1303 名孕妇中，发现 262 例（20.1%）GDM 病例。 与非 GDM 女性相比，GDM 女性往往年龄较大、超重或肥胖、多产且有糖尿病家族史。 两组之间的教育程度、吸烟和饮酒习惯没有显着差异。 患有 GDM 的孕妇的中位血清叶酸水平 (10.4 ng/mL) 高于非 GDM 参与者 (9.1 ng/mL)。 另一方面，GDM 女性的平均血清维生素 B12 水平 (260 pg/mL) 低于非 GDM 女性 (273 pg/mL)。 两组之间血清Hcy水平没有观察到显着差异。

九种基因型分布 N6AMT1 SNP如表S1所示，其中8个SNP处于Hardy-Weinberg平衡状态（磷 > 0.05）。 使用 Haploview 选择了三个标签 SNP（rs7282280、rs1048546、rs1997605）（图 S2）。 表2 显示三者的关联 N6AMT1 五种遗传模型下 GDM 的 SNP。 调整母亲特征（年龄、教育程度、吸烟、饮酒习惯、糖尿病家族史、产次和孕前 BMI）和血清 OCM 营养素（叶酸、维生素 B12 和 Hcy）后， N6AMT1 在共显性、显性、超显性和对数加性模型中发现 rs7282280 和 rs1048546 与 GDM 相关。 然而，在调整多个协变量后，rs1997605 仅在主导模型中与 GDM 相关。 例如，携带 rs7282280 T 等位基因 (TC/TT)、rs1048546 G 等位基因 (TG/GG) 或 rs1997605 A 等位基因 (AG/AA) 的妊娠，与 rs7282280 携带 C 等位基因的妊娠相比，患 GDM 的风险较低（OR：0.63） ; 95% CI: 0.47, 0.85), rs1048546 中的 T 等位基因 (OR: 0.65; 95% CI: 0.48, 0.87), 或 rs1997605 中的 G 等位基因 (OR: 0.72; 95% CI: 0.53, 0.98) 在主导模型下， 分别 （表2）。 根据 AIC 和 BIC 值确定主导模型是三个标签 SNP 的最佳遗传模型（表2）。 因此，以下分析均基于主导模型。

分层分析表明 N6AMT1 调整母体协变量以及血清维生素 B12 和 Hcy 水平后，无论叶酸水平如何，rs7282280 TC/TT 基因型与 GDM 呈负相关。 然而，当血清叶酸水平≥ 6.0 ng/mL时，rs1048546 G等位基因（OR：0.63；95% CI：0.46，0.88）妊娠的GDM风险低于rs1048546 T等位基因妊娠。 尽管在较高叶酸组中观察到 rs1997605 AG/AA 基因型与 GDM 之间存在负相关，但结果并不显着（表3）。 之间发现了类似的结果 N6AMT1 按维生素 B12 水平分层时，rs7282280 和 rs1048546 以及 GDM。 然而，在调整母体协变量以及血清叶酸和 Hcy 水平后，在较低维生素 B12 组中，rs1997605 AG/AA 基因型妊娠的 GDM 风险低于 GG 基因型妊娠（OR：0.41；95% CI：0.21，0.80） （表4）。

下表（表5）概述了综合影响 N6AMT1 血清叶酸和维生素 B12 的 SNP 对 GDM 风险的影响。 根据该表，与参考组（具有 rs7282280 TC/TT 基因型的妊娠）相比，具有 rs7282280 CC 基因型和较高血清叶酸的妊娠中 GDM 的比值比显着较高（OR：3.37；95% CI：1.87，6.43）并降低血清叶酸）。 之间发现了类似的联合效应 N6AMT1 血清叶酸水平较高的 rs1048546 TT 和 rs1997605 GG 基因型 GDM 风险较高。 然而，两者之间不存在显着的相互作用 N6AMT1 GDM 的 SNP 和血清叶酸 (表5）。 此外，具有 rs7282280 CC、rs1048546 TT 或 rs1997605 GG 基因型纯合子且血清维生素 B12 较低的妊娠者，GDM 的比值比显着更高 [(OR: 3.13; 95% CI: 1.91, 5.09), (OR: 3.15; 95% CI: 1.81, 5.41), and (OR: 4.09; 95% CI: 2.22, 7.45), respectively] 与参考组（具有 rs7282280 TC/TT、rs1048546 TG/GG 或 rs1997605 AG/AA 基因型和较高血清维生素 B12 的妊娠）相比。 值得注意的是，存在显着的加性相互作用（RERI：2.54，95% CI：0.17，4.92）和乘性相互作用（磷之间的相互作用 < 0.05) N6AMT1 rs1997605 GG 基因型和 GDM 血清维生素 B12 降低（表5）。

N6AMT1 被认定为DNA 6mA修饰的第一作者。 由于这种修饰与多种癌症有关， N6AMT1 被认为在癌症的发生和发展中发挥着关键作用。 异常表达 N6AMT1 已被证明会影响乳腺癌的耐药性和肿瘤进展，并与肝细胞癌和舌鳞状细胞癌相关。19,39–41 然而，其在糖尿病（包括 T2DM 和 GDM）中的作用尚未得到研究。 鉴于对作用的研究有限 N6AMT1 对于GDM，现在很难得出可靠的结论。 因此，综合分析 N6AMT1 GDM开发中迫切需要DNA 6mA修饰。

我们的研究有几个优点，有助于提高其可靠性和有效性。 首先，我们获得了血清叶酸和维生素 B12 水平的单独测量值，这使我们能够估计这些营养素对两者之间关联的影响。 N6AMT1 SNP 和 GDM。 此外，更大的样本量为我们提供了更准确、更值得信赖的结果。 然而，我们的研究也存在一些局限性。 首先，我们仅针对中国汉族孕妇进行了研究，其他地区和种族的人群还需要进一步研究。 其次，由于需要更多关于膳食摄入中叶酸和维生素 B12 的数据，我们的研究结果的应用可能会受到限制。 三、交互作用 N6AMT1 OCM营养素对GDM风险的影响需要在独立人群中进行复制，并在后续研究中充分阐明其潜在机制。

结论

总之，我们的研究表明，怀孕时 N6AMT1 rs7282280 CC 基因型、rs1048546 TT 基因型和 rs1997605 GG 基因型患 GDM 的风险较高。 此外，我们发现血清叶酸和维生素 B12 水平可以影响两者之间的关联 N6AMT1 SNP 和 GDM。 我们发现 rs1997605 GG 基因型与 GDM 中较低的维生素 B12 之间存在显着的加法和乘法相互作用。 这些发现表明，通过探索基因与营养的相互作用，我们可以进一步深入了解在更个性化的水平上预测和干预 GDM 病例。 然而，这一领域还有很多需要学习的地方，需要更深入的机制研究来解释两者之间的关系。 N6AMT1 未来的 SNP 和 GDM。

数据共享声明

当前研究期间使用和/或分析的数据集可根据合理要求从相应作者处获得。

道德批准和参与同意

所有涉及人类参与者的程序均遵循赫尔辛基伦理原则宣言的伦理标准，研究提案得到了天津医科大学代谢病医院和内分泌研究所伦理委员会（DXBYYhMEC2018-14）和天津西青医院（xqyyll）的批准-2020 年 7 月）。 在参与本研究之前，所有孕妇均获得了书面知情同意书。

致谢

我们感谢这项研究的所有参与者。 该工作得到国家自然科学基金项目（No. 82373543）的资助； 天津市西青医院科学基金（No. XQYYKLT202101和XQYYKLT202103）； 东昌府区妇女儿童保健中心科学基金项目（No. DCFY-KLT-202301和DCFY-KLT-202304）。

作者贡献

披露

作者报告在这项工作中没有利益冲突。

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