TFF1 功能性遗传变异与中国人群肾结石风险的关联

Wang Q, Jiang Y, Du M, Yang L, Yuan Q. Association of functional genetic variants in TFF1 and nephrolithiasis risk in a Chinese population. BMC Urol. 2022 Aug 20;22(1):127. doi: 10.1186/s12894-022-01081-w. PMID: 35987613; PMCID: PMC9392923.

三叶因子 1 (TFF1) 被认为能够抑制肾结石的形成。然而，TFF1 的遗传变异和肾结石发育中的相应功能仍未得到很好的研究。在本研究中，使用包括 230 个病例和 250 个对照的发现集来分析 TFF1 基因的 7 个 tagSNP 与肾结石风险之间的关联。包含 307 个病例和 461 个对照的验证集证实了进一步的评估。两阶段病例对照研究的结果表明，与 GG 基因型相比，具有 rs3761376 A 等位基因的个体肾结石风险显着增加 [调整优势比 (OR) = 1.35, 95% 置信区间 (CI) = 1.05- 1.73]。而且，我们还进行了分层分析，发现男性、超重个体、无高血压个体、非糖尿病个体、吸烟者和饮酒者的 A 等位基因肾结石风险增加。在以下功能实验中，携带 A 等位基因的载体与携带 G 等位基因的载体相比，在荧光素酶 (P = 0.022) 和表达载体 (P = 0.041) 中表现出显着较低的 TFF1 表达。除了组织检测，我们还证实了 rs3761376 G > A 和 TFF1 基因表达的显着负相关（P < 0.001）。这些结果表明，TFF1 rs3761376 可能作为预测肾结石风险的潜在生物标志物。在以下功能实验中，携带 A 等位基因的载体与携带 G 等位基因的载体相比，在荧光素酶 (P = 0.022) 和表达载体 (P = 0.041) 中表现出显着较低的 TFF1 表达。除了组织检测，我们还证实了 rs3761376 G > A 和 TFF1 基因表达的显着负相关（P < 0.001）。这些结果表明，TFF1 rs3761376 可能作为预测肾结石风险的潜在生物标志物。在以下功能实验中，携带 A 等位基因的载体与携带 G 等位基因的载体相比，在荧光素酶 (P = 0.022) 和表达载体 (P = 0.041) 中表现出显着较低的 TFF1 表达。除了组织检测，我们还证实了 rs3761376 G > A 和 TFF1 基因表达的显着负相关（P < 0.001）。这些结果表明，TFF1 rs3761376 可能作为预测肾结石风险的潜在生物标志物。

关键词：肾结石；风险因素; 单核苷酸多态性；TFF1。

肾结石病（也称为肾结石）仍然是世界范围内的公共卫生问题，其中男性的终生患病率约为 10%，女性约为 5% [  1  ,  2  ]。在所有类型的肾结石中，草酸钙 (CaOx) 是化学分析发现的最常见的成分 [  3  ]。以前的研究已经揭示了许多与肾结石形成风险增加相关的因素，例如糖尿病 [  4  ]、代谢综合征 [  5  ]、高血压和肥胖 [  6  ]。此外，遗传变异也在泰国东北部 (NE) 人群和俄罗斯人群的肾结石发病机制中发挥作用 [  7  ,  8 ]，而在中国人群中进行的研究很少。

到目前为止，肾结石形成的确切发病机制仍然知之甚少。一个长期存在的假设表明，结石最初是在肾小管的管腔中形成的 [  9  ]。结石形成者尿液中的钙离子和草酸根离子通常是过饱和的[  10  ]，有利于CaOx晶体的成核、生长和聚集[  11  ]。在这个形成过程中，正常肾小管液中有一种叫做“结石抑制剂”的尿液物质，可以抑制肾结石的形成[  12 ]。这些物质包括蛋白质、脂质、糖胺聚糖和无机化合物。因此，肾小管液和尿液中这些分子（尤其是蛋白质）的水平降低和功能变化会导致肾结石的发展 [  13  –  15  ]。

哺乳动物三叶因子家族 (TFF) 肽由半胱氨酸残基的三环结构组成，称为三叶结构域，该家族在哺乳动物中包括三个成员：TFF1、TFF2和TFF3 [  16、17  ] ，在泌尿道的再生和修复。TFF1可以通过第七个半胱氨酸残基二聚化成同型二聚体 [  18  ]。这些分子量约为 7 kDa 的小肽由各种组织的上皮细胞分泌，包括肾小管上皮细胞 [  19 ]。TFF 肽通过诱导细胞迁移、血管生成和增加细胞对促凋亡刺激物的抗性来促进上皮恢复和再生过程[ 20-22 ] 。尽管 TFF 肽主要在胃肠道中进行了研究，但它们也在泌尿道中检测到 [ 23 ]。此外，新的研究表明，TFF1可以有效抑制一水草酸钙晶体的生长和聚集[ 24 ]。4 µg/ml TFF1的超生理浓度可将一水草酸钙晶体转化为二水物型，其吸附能力要低得多[ 25 ]。此外，另一项研究表明， TFF1是一种新的强效 CaOx 晶体生长抑制剂，在肾结石中具有潜在的病理生理作用，与之前的实验一致 [  26  ]。然而，调节TFF1表达的机制及其在肾结石中的作用仍有待进一步研究。

单核苷酸多态性（SNP）是遗传变异的常见来源，可能在肾结石的发生中起关键作用。Thorleifsson 等人的全基因组关联研究 (GWAS)。[  27  ] 绘制了整个人类基因组图的结论是，在冰岛和荷兰的患者中，外显子 7 的 claudin 14 ( CLDN14 ) SNP rs219780 和 rs219781 与肾结石有关。古哈等人。[  28  ] 发现钙敏感受体（CaSR) 和 CLDN14 基因多态性与印度东部患者患肾结石的风险增加有关。在中国人群中，已发现多个基因多态性与肾结石的发生显着相关，如 G 蛋白信号 14 ( RGS14 ) rs12654812、骨桥蛋白 ( OPN ) rs11439060 和迁移抑制因子 ( MIF ) rs755622 [  29  –  31  ]。然而，迄今为止，还没有研究评估TFF1多态性与肾结石风险之间的关联。

作为一种新型强效 CaOx 晶体生长抑制剂，TFF1可能在肾结石中发挥潜在的病理生理作用 [  25  ,  26  ]。大量证据表明，遗传变异对癌症的发病率有重大影响 [  33  –  35  ]。迄今为止，很少有研究证明TFF1之间的关联多态性和肾结石风险。因此，我们进行了一项两阶段病例对照研究来评估这种关联，发现具有 rs3761376 AA 基因型的个体面临显着更大的肾结石风险。在分层分析中，在男性、超重个体、非高血压个体、非糖尿病个体、吸烟者和饮酒者中观察到 A 等位基因基因型 [AA 和 AG] 肾结石风险增加。

在中国，饮酒和吸烟的比例男性高于女性是一个事实；此外，男性肾结石的患病率高于女性，这可能导致性别之间存在不同的风险[  36  ]。分层分析的其他结果表明，TFF1基因变异对肾结石风险的影响可能受到特定人口因素和环境暴露的调节。一种可能的解释是，一些环境危害，例如吸烟和饮酒，会增加患肾结石的风险，从而增强 rs3761376 变体的作用。这也提供了证据表明发病机制是一个涉及遗传和环境因素的复杂过程 [  37  ]。

对于进一步的遗传功能，我们进行了两次载体测定，发现携带 rs3761376 A 等位基因的载体与携带 G 等位基因的载体相比，荧光素酶和转录活性均显着降低。Rs3761376 位于TFF1的启动子中，据报道，启动子区域的多态性具有通过改变转录因子的结合来影响转录活性的潜在功能 [  38  –  40  ]。因此，结果表明A等位基因可能通过改变转录因子的结合来降低TFF1的启动子活性。此外，通过评估TFF1的表达水平在 52 例肾结石患者的肾脏组织中发现了已知基因型，随着 rs3761376 A 等位基因的增加，发现TFF1表达显着降低。结合细胞和组织实验的结果，TFF1 rs3761376 可能具有改变转录因子结合和调节TFF1表达的能力是合理的。研究表明，TFF1的 C 端与 Ca 2+结合，有利于 Ca 2+离子的截留，导致 CaOx 晶体生长受到抑制 [  26  ,  41  ]。这表明TFF1的低表达在肾脏可能导致 CaOx 晶体的增加，导致肾结石的风险增加。

尽管如此，考虑到肾结石形成的复杂过程，任何单个 SNP 或基因都不可能对肾结石风险产生明显影响。尽管观察到 rs3761376 与肾结石风险之间存在很强的相关性，但我们并未探讨 rs3761376 对TFF1调节的潜在影响。许多先前的研究表明，TFF1是一种雌激素诱导蛋白，rs3761376 能够改变特定转录因子的基序，尤其是雌激素受体 1 ( ESR1 ) [  32  ,  42  ,  43  ]。因此，要验证TFF1之间的关联在遗传学和肾结石风险的机制方面，我们需要做更多精心设计的功能研究。此外，一些研究指出，多种合并症（高脂血症、心血管疾病、慢性肾病）与肾结石病风险增加有关 [  44  –  46  ]，但我们没有包括患者的并发症，这限制了遗传效应的分层分析。为了探索潜在的致病介质，Tanikawa 等人。[  47 ] 报道了 10 个尿石症位点与代谢特征（BMI、总胆固醇、甘油三酯和血糖）、肾脏相关特征（血尿素氮、血清肌酐、估计肾小球滤过率和尿酸）和电解质（钾 [[ K]、氯化物 [Cl]、钙 [Ca] 和磷酸盐 [P])。然而，我们的研究没有收集到各种相关的临床生化特征，目前尚不清楚TFF1 tagSNPs 与肾结石的关联是否独立于这些因素。此外，我们无法检测到对照组肾脏样本中的TFF1水平，因此无法评估TFF1表达水平的差异在患者和对照组之间，很难探索专门通过TFF1引起肾结石的 tagSNPs 的影响。

总之，我们的研究提供了证据，证明 rs3761376 A 等位基因降低的TFF1启动子活性可能至少部分导致TFF1表达降低并最终增加肾结石的风险。结果表明，SNP rs3761376可作为预测中国人群肾结石风险的潜在生物标志物。