MTNR1B,也称为Melatonin receptor 1B,是编码褪黑激素受体的基因。褪黑激素是一种由松果体分泌的激素,参与调节生物节律、睡眠、情绪和生殖等多种生理过程。MTNR1B编码的褪黑激素受体属于G蛋白偶联受体(GPCR)家族,主要在胰岛β细胞、脑部、心脏和脂肪组织中表达。褪黑激素与MTNR1B结合后,可以调节胰岛素分泌、葡萄糖代谢、心血管功能和脂肪细胞分化等过程。
近年来,MTNR1B基因的多态性与多种代谢性疾病的发生发展密切相关。研究发现,MTNR1B基因的变异与空腹血糖水平升高、2型糖尿病(T2D)和妊娠期糖尿病(GDM)的易感性相关。例如,一项研究在中国汉族孕妇中调查了MTNR1B基因变异与GDM风险之间的关系,结果显示,MTNR1B基因的rs1387153、rs10830962、rs4753426和rs10830963位点的突变与GDM的易感性相关[2]。另一项研究发现,MTNR1B基因的rs10830963位点的GG和CG基因型以及G等位基因在GDM孕妇中的频率显著高于正常孕妇[5]。此外,MTNR1B基因的变异还与胰岛素敏感性、胰岛β细胞功能和血脂水平相关[4]。
除了与代谢性疾病相关,MTNR1B基因的变异还与一些非代谢性疾病的发生发展有关。例如,一项研究发现,MTNR1B基因的rs4753426和rs10830963位点的多态性与青少年特发性脊柱侧凸(AIS)的易感性无关[3]。另一项研究发现,MTNR1B基因的变异与儿童自闭症谱系障碍(ASD)患者的睡眠障碍相关[6]。
褪黑激素及其受体在生物节律调节中发挥重要作用。褪黑激素通过MTNR1B受体调节睡眠-觉醒周期,并影响其他生物节律,如体温和血压节律。褪黑激素的昼夜节律变化对维持正常的生理功能和代谢平衡至关重要。然而,褪黑激素的代谢效应仍然存在争议。一些研究表明,褪黑激素可能具有代谢益处,例如改善胰岛素抵抗和降低血糖水平[1]。然而,其他研究则表明,褪黑激素可能对代谢产生不利影响,例如增加体重和血脂水平[7]。
褪黑激素及其受体在心血管系统中也发挥重要作用。褪黑激素可以降低血压、改善血管弹性和减少动脉粥样硬化斑块的形成。MTNR1B基因的变异与动脉僵硬和血脂水平相关[7]。此外,褪黑激素还可以通过MTNR1B受体调节心脏功能和心肌细胞的存活。
褪黑激素及其受体在生殖系统中也发挥重要作用。褪黑激素可以调节生殖激素的分泌和生殖器官的发育。MTNR1B基因的变异与一些生殖系统疾病的发生发展相关,例如多囊卵巢综合征(PCOS)和男性不育症。
褪黑激素及其受体在免疫系统中也发挥重要作用。褪黑激素可以调节免疫细胞的活性和炎症反应。MTNR1B基因的变异与一些自身免疫性疾病的发生发展相关,例如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。
褪黑激素及其受体在神经系统中也发挥重要作用。褪黑激素可以调节神经元的生长、分化和功能。MTNR1B基因的变异与一些神经系统疾病的发生发展相关,例如阿尔茨海默病和帕金森病。
综上所述,MTNR1B基因编码的褪黑激素受体在多种生理和病理过程中发挥重要作用。MTNR1B基因的变异与多种代谢性疾病和非代谢性疾病的发生发展密切相关。褪黑激素及其受体在生物节律调节、心血管系统、生殖系统、免疫系统和神经系统等方面发挥重要作用。深入研究MTNR1B基因的功能和变异对理解褪黑激素及其受体的生物学功能和疾病发生机制具有重要意义,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Garaulet, Marta, Qian, Jingyi, Florez, Jose C, Saxena, Richa, Scheer, Frank A J L. 2020. Melatonin Effects on Glucose Metabolism: Time To Unlock the Controversy. In Trends in endocrinology and metabolism: TEM, 31, 192-204. doi:10.1016/j.tem.2019.11.011. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31901302/
2. Zhang, Yi, Zhao, Kai, Jin, Lei, Wang, Xin, Yu, Hongsong. 2023. MTNR1B gene variations and high pre-pregnancy BMI increase gestational diabetes mellitus risk in Chinese women. In Gene, 894, 148023. doi:10.1016/j.gene.2023.148023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38007162/
3. Yang, Mingyuan, Wei, Xianzhao, Yang, Wu, Bai, Yushu, Li, Ming. 2015. The polymorphisms of melatonin receptor 1B gene (MTNR1B) (rs4753426 and rs10830963) and susceptibility to adolescent idiopathic scoliosis: a meta-analysis. In Journal of orthopaedic science : official journal of the Japanese Orthopaedic Association, 20, 593-600. doi:10.1007/s00776-015-0725-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25898821/
4. Mazzoccoli, Gianluigi, Dagostino, Mariangela Pia, Paroni, Giulia, Greco, Antonio, De Cosmo, Salvatore. 2017. Analysis of MTNR1B gene polymorphisms in relationship with IRS2 gene variants, epicardial fat thickness, glucose homeostasis and cognitive performance in the elderly. In Chronobiology international, 34, 1083-1093. doi:10.1080/07420528.2017.1340894. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28708046/
5. Tarnowski, Maciej, Malinowski, Damian, Safranow, Krzysztof, Dziedziejko, Violetta, Pawlik, Andrzej. 2017. MTNR1A and MTNR1B gene polymorphisms in women with gestational diabetes. In Gynecological endocrinology : the official journal of the International Society of Gynecological Endocrinology, 33, 395-398. doi:10.1080/09513590.2016.1276556. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28084098/
6. Ji, Qi, Li, Si-Jia, Zhao, Jun-Bo, Tan, Jing-Yao, Zhu, Zhi-Ru. 2023. Genetic and neural mechanisms of sleep disorders in children with autism spectrum disorder: a review. In Frontiers in psychiatry, 14, 1079683. doi:10.3389/fpsyt.2023.1079683. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37200906/
7. Kolomeichuk, S N, Korneva, V A, Kuznetsova, T Yu, Sviryaev, Yu V, Blagonravov, M L. 2023. MTNR1A and MTNR1B Gene Variants of the Melatonin Receptor and Arterial Stiffness in Persons without Arterial Hypertension. In Bulletin of experimental biology and medicine, 174, 460-463. doi:10.1007/s10517-023-05729-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36892670/