维生素D受体对骨代谢及其疾病探究【摘要】维生素D受体(vitaminDreceptor,VDR)是介导1,25(OH)2D3发挥生物效应的核内生物大分子，其不仅促使成骨细胞分泌细胞因子，参与骨的形成和矿化，加速成骨作用，而且能刺激破骨细胞分化，促进溶骨作用，并促进骨Ca、P的释放。目前应用限制性片断长度多态性多聚酶链反应法研究分析表明VDR基因具有明显的多态性,VDR基因多态性与骨密度、骨代谢疾病有一定关联。研究VDR基因多态性与骨代谢的关系对预测疾病发病风险，早期预防、诊断和治疗骨代谢疾病提供了新的方向。【关键词】维生素D受体;基因多态性;成骨细胞;破骨细胞；骨代谢疾病【中图分类号】R459.5【文献标识码】A【文章编号】1004-7484(2010)01-00-02寻找骨代谢相关基因一直是骨生物学的研究热点,VDR基因是目前研究最广泛的与骨代谢相关的基因之一，它是维持正常骨代谢过程所必需的调节因子，在骨钙平衡中起着重要作用，机体缺乏则可能引起儿童佝偻病或成年人的骨质疏松等骨代谢相关疾病。因此VDR基因与骨代谢的关系成为目前研究的热点和焦点。本文就VDR与骨代谢及其相关疾病关系的最新研究进展作一综述。1维生素D受体(VDR)VDR为亲核蛋白，是介导1,25(OH)2D3发挥生物效应的核内生物大分子，属于类固醇激素/甲状腺激素受体超家族成员。维生素D的许多生物学功能都是通过VDR介导调节靶基因转录来实现的［llo1,25(OH)2D3激素信号分子在靶细胞与VDR结合形成激素-受体复合物，该复合物作用于靶基因上的特定DNA序列，对结构基因的表达产生调节作用。VDR在本质上是一种配体依赖的核转录因子，它在维持机体钙-磷代谢，调节细胞增殖、分化等方面起重要作用。1.1VDR的分类VDR分为细胞核受体(nVDR)和细胞膜受体(mVDR)两大类,其分子量分别为50KDa和60KDa。nVDR,是介导1,25(OH)2D3来发挥生物效应的主要途径,nVDR属于核受体超家族成员，核受体超家族是由辎体类激素核受体、甲状腺激素核受体和类视黄醇X受体组成［2］。nVDR在人体中30个靶细胞内存在。1,25(OH)2D3除了可以通过nVDR产生基因效应作用于靶细胞外，还存在由mVDR介导的快速非基因效应，该效应的产生和完成所需要的时间仅为数秒到数分钟，而基因效应通常需要数小时到数天才可以显现出来。Norman等［3］研究表明1,25(OH)2D3在小肠对Ca2+快速吸收、胰岛B细胞分泌胰岛素、破骨细胞离子通道的开放、内皮细胞的快速迁移等方面均发挥了快速非基因效应。1.2VDR基因结构及功能研究表明VDR基因从氨基端到竣基端一般可分为A、B、C、D、E、F6个功能区，每个功能区分工不同但又相互协作。A/B区为N端短区，为转录激活自调节功能区(AF-1),但其自主调节功能很弱。C区为DNA结合区(DBD),该区高度保守，人、大鼠与鸡的同源性高达98.5%o它由VDR外显子II、III编码，主要参与DNA顺序识别，可识别靶基因上的维生素D反应元件，此外也部分参与二聚体界面的形成。DBD由8个保守的半胱氨酸组成2个锌指结构，每个锌指形成一个A2螺旋，两个A2螺旋相互垂直构成DBD的核心，从而与类视黄醇X受体(RXR)形成异二聚体。D区可能是一个较链区，具有很高的免疫原性，但其确切结构和功能尚未阐明，可能与核定位有关。E区为配体结合区，由VDR基因外显子V-IX编码，是VDR结合1,25(OH)2D3的主要部位;其次,该区还介导与RXR形成异二聚体，增强其与VDRE的结合能力；第三，在该区近C端处存在一个转录激活/抑制功能区(AF-2),与AF-1协同作用，可促进VDR与协同激活因子/协同抑制因子相结合，从而使VDR发挥调控靶基因的转录活性［4］。另外,E区对DNA识别也有协同作用。F区结构和功能尚未阐明。1.3VDR基因多态性应用限制性片断长度多态性多聚酶链反应技术（PCR-RFLP）研究发现,VDR基因序列上存在多个内切酶酶切位点，证实了VDR基因具有明显的多态性，到目前为止，至少有25个VDR多态性位点被发现，其中研究较多的为BsmI、Apal、TaqI、FokI这四个位点，是参与骨代谢的主要位点。不同区域的多态性位点对VDR基因表达产生的影响不同，BsmI和ApaI酶切位点位于第VIII内含子上，其多态性不影响VDR的氨基酸序列;TaqI位于第IX外显子，虽然在编码区上，但其多态性是由同义突变造成，也不会使VDR的氨基酸序列改变;Fok...