Effect of PPM1K gene single nucleotide polymorphisms rs1440581 and rs7678928 on serum branched chain amino acid levels and subsequent cardiovascular disease risk

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2020.12.001

Abstract

Abstract:

Objective

To investigate the effect of PPM1K gene single nucleotide polymorphisms rs1440581 and rs7678928 on serum branched chain amino acid levels and subsequent cardiovascular disease (CVD) risk within 4 years.

Methods

A total of 234 subjects randomly selected from Huai'an Second People's Hospital from August to September 2014 were detected for the genotypes of rs1440581 and rs7678928 of PPM1K gene by second-generation sequencing. All subjects were given health guidance and followed for four years. The associations between the two polymorphisms and the levels of serum branched chain amino acids and other risk factors of cardiovascular disease were analyzed with SPSS 22.0 software.

Results

The distribution frequencies of genotypes of rs1440581 and rs7678928 were consistent with the Hardy-Weinberg equilibrium (P＞0.05). The baseline levels of serum valine (P=0.022) and total branched chain amino acids (P=0.026) in subjects with CC genotype of rs1440581 were higher than those with TT genotype. There were no significant differences in the levels of serum branched chain amino acids among genotypes of rs7678928. After four-year follow-up, there were statistical differences in the levels of blood pressure, serum triglyceride, high-density lipoprotein cholesterol and aspartate aminotransferase among each genotype of rs1440581 (P＜0.05). The levels of blood pressure and serum high-density lipoprotein cholesterol in each genotype of rs7678928 were statistically different (P＜0.05). Under the same intervention measures, there were little improvement in the levels of serum FPG, TG, HDL-C, ALT, AST, and CREA in subjects with rs1440581 CC genotype and rs7678928 TT genotype.

Conclusion

Allele C of rs1440581 of PPM1K gene is associated with elevated serum valine, total branched chain amino acids, and CVD risk. The CC genotype of rs1440581 may be a better marker for the risk of CVD as substitutes for the levels of baseline serum branched amino acids after 4 years.

Key words: PPM1K gene, Single nucleotide polymorphisms, Branched amino acid

Ziyu Liu, Surong Wen, Xiaoqing Wang, Xing Qi, Hairong Hao, Yanwen Lu, Jing Li, Shayan Li, Weinan Yu, Hongwen Zhou, Wen Hu. Effect of PPM1K gene single nucleotide polymorphisms rs1440581 and rs7678928 on serum branched chain amino acid levels and subsequent cardiovascular disease risk[J]. Chinese Journal of Clinicians(Electronic Edition), 2020, 14(12): 953-961.

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Figures/Tables 6

项目	TT	CT	CC	P值
例数[例（%）]	66（28.6）	116（50.2）	49（21.2）	-
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	56.4±5.1	56.1±4.4	56.7±4.5	0.762
男性[例（%）]	19（28.8）	31（26.7）	11（22.4）	0.743
当前吸烟[例（%）]	8（12.1）	16（13.8）	3（6.1）	0.371
当前饮酒[例（%）]	8（12.1）	12（10.3）	6（12.2）	0.908
高血压用药史[例（%）]	13（19.7）	32（27.6）	18（36.7）	0.127
糖尿病用药史[例（%）]	6（9.1）	14（12.1）	8（16.3）	0.501
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	24.54±4.53	24.38±3.60	24.48±3.02	0.959
腹围（cm， $x ¯$ ±s）	83.13±9.78	82.53±8.24	82.52±8.81	0.895
SBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	140±21	137±18	145±22	0.100
DBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	83±14	83±15	86±13	0.360
脉压（mmHg， $x ¯$ ±s）	57±13	54±15	58±15	0.232
FPG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.87±1.96	5.93±1.83	6.43±2.64	0.286
HbAlc（%， $x ¯$ ±s）	5.91±1.00	6.11±1.18	6.13±1.47	0.489
TG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	1.99±0.86	1.99±1.27	2.13±1.23	0.769
TC（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.16±0.91	5.18±0.72	5.09±1.02	0.834
LDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.78±0.71	2.77±0.58	2.61±0.69	0.320
HDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s	1.40±0.61	1.33±0.44	1.43±0.55	0.455
ALT（U/L， $x ¯$ ±s）	26.02±13.36	25.71±14.60	27.94±18.22	0.678
AST（U/L， $x ¯$ ±s）	22.42±7.10	22.59±9.42	22.84±8.44	0.968
总蛋白（g/L， $x ¯$ ±s）	73.39±4.65	73.59±3.43	75.12±3.97	0.040
TBIL（μmol/L， $x ¯$ ±s）	12.73±7.14	11.89±5.28	14.15±15.21	0.319
CREA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	66.59±13.52	67.36±13.95	67.87±14.70	0.882
血尿素氮（μmol/L， $x ¯$ ±s）	4.77±1.15	5.04±1.12	5.02±1.34	0.298
UA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	269.15±70.80	270.2±84.65	284.72±70.57	0.494
Phe（μg/ml， $x ¯$ ±s）	19.35±4.65	19.28±3.77	20.77±6.60	0.236
Tyr（μg/ml， $x ¯$ ±s）	15.22±3.32	15.56±2.89	15.67±3.64	0.702

项目	TT	CT	CC	P值
例数[例（%）]	66（28.6）	116（50.2）	49（21.2）	-
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	56.4±5.1	56.1±4.4	56.7±4.5	0.762
男性[例（%）]	19（28.8）	31（26.7）	11（22.4）	0.743
当前吸烟[例（%）]	8（12.1）	16（13.8）	3（6.1）	0.371
当前饮酒[例（%）]	8（12.1）	12（10.3）	6（12.2）	0.908
高血压用药史[例（%）]	13（19.7）	32（27.6）	18（36.7）	0.127
糖尿病用药史[例（%）]	6（9.1）	14（12.1）	8（16.3）	0.501
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	24.54±4.53	24.38±3.60	24.48±3.02	0.959
腹围（cm， $x ¯$ ±s）	83.13±9.78	82.53±8.24	82.52±8.81	0.895
SBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	140±21	137±18	145±22	0.100
DBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	83±14	83±15	86±13	0.360
脉压（mmHg， $x ¯$ ±s）	57±13	54±15	58±15	0.232
FPG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.87±1.96	5.93±1.83	6.43±2.64	0.286
HbAlc（%， $x ¯$ ±s）	5.91±1.00	6.11±1.18	6.13±1.47	0.489
TG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	1.99±0.86	1.99±1.27	2.13±1.23	0.769
TC（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.16±0.91	5.18±0.72	5.09±1.02	0.834
LDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.78±0.71	2.77±0.58	2.61±0.69	0.320
HDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s	1.40±0.61	1.33±0.44	1.43±0.55	0.455
ALT（U/L， $x ¯$ ±s）	26.02±13.36	25.71±14.60	27.94±18.22	0.678
AST（U/L， $x ¯$ ±s）	22.42±7.10	22.59±9.42	22.84±8.44	0.968
总蛋白（g/L， $x ¯$ ±s）	73.39±4.65	73.59±3.43	75.12±3.97	0.040
TBIL（μmol/L， $x ¯$ ±s）	12.73±7.14	11.89±5.28	14.15±15.21	0.319
CREA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	66.59±13.52	67.36±13.95	67.87±14.70	0.882
血尿素氮（μmol/L， $x ¯$ ±s）	4.77±1.15	5.04±1.12	5.02±1.34	0.298
UA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	269.15±70.80	270.2±84.65	284.72±70.57	0.494
Phe（μg/ml， $x ¯$ ±s）	19.35±4.65	19.28±3.77	20.77±6.60	0.236
Tyr（μg/ml， $x ¯$ ±s）	15.22±3.32	15.56±2.89	15.67±3.64	0.702

项目	TT	CT	CC	P值
例数[例（%）]	30（13.0）	115（49.8）	86（37.2）	-
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	56.1±4.5	56.7±4.4	55.8±5.0	0.431
男性[例（%）]	8（26.7）	31（27.0）	22（25.6）	0.976
当前吸烟[例（%）]	0（0）	17（14.8）	8（9.3）	0.057
当前饮酒[例（%）]	3（10.0）	16（13.9）	6（7.0）	0.290
高血压用药史[例（%）]	10（33.3）	21（18.3）	31（36.0）	0.013
糖尿病用药史[例（%）]	4（13.3）	15（13.0）	9（10.5）	0.838
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	25.33±2.64	24.25±3.74	24.39±4.10	0.372
腹围（cm， $x ¯$ ±s）	85.67±9.15	82.17±8.42	82.17±9.04	0.127
SBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	144±23	139±18	139±21	0.381
DBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	88±14	84±15	83±13	0.277
脉压（mmHg， $x ¯$ ±s）	57±15	55±16	56±14	0.887
FPG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	6.21±2.56	6.04±2.02	5.9±1.96	0.815
HbAlc（%， $x ¯$ ±s）	6.16±1.48	6.13±1.25	5.91±0.99	0.390
TG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.18±1.40	1.99±1.21	1.99±0.97	0.705
TC（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.00±0.95	5.18±0.85	5.18±0.83	0.585
LDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.65±0.73	2.74±0.61	2.77±0.66	0.692
HDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	1.39±0.48	1.30±0.27	1.44±0.73	0.166
ALT（U/L， $x ¯$ ±s）	25.43±12.28	27.45±17.27	25.03±12.59	0.504
AST（U/L， $x ¯$ ±s）	21.83±9.47	23.05±9.39	22.28±6.99	0.713
总蛋白（g/L， $x ¯$ ±s）	75.42±4.22	73.52±3.35	73.66±4.49	0.075
TBIL（μmol/L， $x ¯$ ±s）	12.75±4.81	12.86±11.06	12.21±6.13	0.869
CREA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	66.20±14.70	67.54±14.04	67.10±14.21	0.897
血尿素氮（μmol/L， $x ¯$ ±s）	4.84±1.22	5.15±1.14	4.77±1.24	0.076
UA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	273.34±70.97	273.81±82.49	272.07±75.93	0.988
Phe（μg/ml， $x ¯$ ±s）	18.94±3.92	19.86±5.20	19.19±4.36	0.492
Tyr（μg/ml， $x ¯$ ±s）	15.49±3.25	15.55±3.23	15.20±3.11	0.742

项目	TT	CT	CC	P值
例数[例（%）]	30（13.0）	115（49.8）	86（37.2）	-
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	56.1±4.5	56.7±4.4	55.8±5.0	0.431
男性[例（%）]	8（26.7）	31（27.0）	22（25.6）	0.976
当前吸烟[例（%）]	0（0）	17（14.8）	8（9.3）	0.057
当前饮酒[例（%）]	3（10.0）	16（13.9）	6（7.0）	0.290
高血压用药史[例（%）]	10（33.3）	21（18.3）	31（36.0）	0.013
糖尿病用药史[例（%）]	4（13.3）	15（13.0）	9（10.5）	0.838
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	25.33±2.64	24.25±3.74	24.39±4.10	0.372
腹围（cm， $x ¯$ ±s）	85.67±9.15	82.17±8.42	82.17±9.04	0.127
SBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	144±23	139±18	139±21	0.381
DBP（mmHg， $x ¯$ ±s）	88±14	84±15	83±13	0.277
脉压（mmHg， $x ¯$ ±s）	57±15	55±16	56±14	0.887
FPG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	6.21±2.56	6.04±2.02	5.9±1.96	0.815
HbAlc（%， $x ¯$ ±s）	6.16±1.48	6.13±1.25	5.91±0.99	0.390
TG（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.18±1.40	1.99±1.21	1.99±0.97	0.705
TC（mmol/L， $x ¯$ ±s）	5.00±0.95	5.18±0.85	5.18±0.83	0.585
LDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	2.65±0.73	2.74±0.61	2.77±0.66	0.692
HDL-C（mmol/L， $x ¯$ ±s）	1.39±0.48	1.30±0.27	1.44±0.73	0.166
ALT（U/L， $x ¯$ ±s）	25.43±12.28	27.45±17.27	25.03±12.59	0.504
AST（U/L， $x ¯$ ±s）	21.83±9.47	23.05±9.39	22.28±6.99	0.713
总蛋白（g/L， $x ¯$ ±s）	75.42±4.22	73.52±3.35	73.66±4.49	0.075
TBIL（μmol/L， $x ¯$ ±s）	12.75±4.81	12.86±11.06	12.21±6.13	0.869
CREA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	66.20±14.70	67.54±14.04	67.10±14.21	0.897
血尿素氮（μmol/L， $x ¯$ ±s）	4.84±1.22	5.15±1.14	4.77±1.24	0.076
UA（μmol/L， $x ¯$ ±s）	273.34±70.97	273.81±82.49	272.07±75.93	0.988
Phe（μg/ml， $x ¯$ ±s）	18.94±3.92	19.86±5.20	19.19±4.36	0.492
Tyr（μg/ml， $x ¯$ ±s）	15.49±3.25	15.55±3.23	15.20±3.11	0.742

时间	人数	FPG（mmol/L）	TG（mmol/L）	HDL-C（mmol/L）	ALT（U/L）	AST（U/L）	CREA（μmol/L）
基线	212	5.98±2.05	1.96±1.02	1.39±0.53	26.17±15.18	22.61±8.59	67.05±14.15
4年后	212	5.24±1.33	1.45±0.59	1.62±0.35	19.62±10.19	19.80±7.54	56.83±13.80
t值		-4.518	-5.965	5.605	-5.122	-3.361	-7.533
P值		＜0.001	＜0.001	＜0.001	＜0.001	＜0.001	＜0.001

项目	rs1440581			P值	rs7678928			P值
项目	TT（59例）	CT（106例）	CC（44例）	P值	TT（26例）	CT（103例）	CC（80例）	P值
ΔSBP（mmHg）	-5.83±28.15	-2.51±25.64	-0.36±40.66	0.694	1.54±41.71	-2.86±29.30	-6.60±26.94^a	0.549
ΔDBP（mmHg）	-1.71±16.48	2.04±19.82	1.86±22.97	0.474	4.23±24.65	0.72±19.40	-0.40±18.52	0.585
Δ脉压（mmHg）	-4.12±21.96	-4.55±21.54^a	-2.23±25.14	0.845	1.54±41.71	-2.86±29.30	-6.60±26.94^a	0.667
ΔFPG（mmol/L）	-0.82±1.82^a	-0.84±2.52^a	-0.32±2.72	0.446	-0.28±2.01	-0.81±2.76^a	-0.84±2.02^a	0.561
ΔTG（mmol/L）	-0.53±1.08^a	-0.63±1.45^a	-0.27±0.93	0.275	-0.27±0.72	-0.66±1.42^a	-0.44±1.16^a	0.273
ΔTC（mmol/L）	0.12±1.29	-0.22±1.31	-0.19±1.19	0.250	-0.10±1.14	-0.26±1.29^a	0.09±1.33	0.186
ΔLDL-C（mmol/L）	0.18±1.15	0.37±0.93^a	0.54±1.13^a	0.205	0.63±1.16^a	0.33±0.94^a	0.29±1.15^a	0.336
ΔHDL-C（mmol/L）	0.46±0.46^a	0.15±0.75^a	0.15±0.36^a	0.001^b	0.08±0.26	0.16±0.74^a	0.39±0.50^a	0.002^b
ΔALT（U/L）	-7.91±21.37^a	-7.53±17.89^a	-1.90±15.85	0.188	-1.47±13.92	-7.93±16.81^a	-6.30±21.56^a	0.281
ΔAST（U/L）	-4.28±12.45^a	-4.39±10.75^a	2.36±13.62	0.005^b	2.59±10.20	-3.68±12.00^a	-3.10±12.66^a	0.058
ΔTBIL（μmol/L）	1.28±16.30	0.46±7.36	2.31±7.61	0.619	3.48±8.69	0.42±6.97	1.27±14.51	0.421
ΔCREA（μmol/L）	-13.35±18.76^a	-11.45±20.62^a	-3.20±18.18	0.024^b	-3.36±20.37	-11.01±19.75^a	-10.81±19.42^a	0.189
ΔUA（μmol/L）	-0.91±97.31	-21.54±105.41^a	5.37±95.08	0.240	0.81±109.73	-17.67±99.49	-3.49±105.60	0.557

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