TLR2介导AKT1信号通路基因多态性与汉族散发性帕金森病的关系

发布时间：2018-10-18 15:32

【摘要】：研究目的:帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的中枢神经系统退行性疾病,典型的病理表现是中脑黑质致密部多巴胺能神经元进行性变性缺失,残存的多巴胺能神经元胞浆内异常蛋白聚集体——路易小体(Lewy bodies,LBs),LBs由错误折叠的α-突触核蛋白组成。编码α-突触核蛋白的SNCA基因是第一个被发现导致帕金森病的遗传因素。帕金森病是一个复杂基因疾病,普遍被认为是由环境-遗传因素交互作用所致。天然免疫受体调控改变脑老化的过程,尤其是在慢性炎症的微环境长期作用之下,机体发生与衰老密切相关的神经退化过程,这一系列发生发展机制可能受到遗传易感性影响。Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是最重要的免疫受体家族之一,参与人体多项免疫过程,TLRs在脑内小胶质细胞表面高度表达,激活免疫系统,调节T细胞抗炎。随着年纪增长,个体暴露在慢性炎症环境中的危险度也越高,TLR2作为TLRs家族中最重要的固有免疫受体,介导的炎症反应在老年退行性疾病中具有重要作用。环境-基因具有相互影响的作用,因此免疫相关基因位点的突变及遗传多态性可能是个体易感的重要部分。TLR2通过多种不同的机制激活核因子k B(Nuclear factor k B,NF-k B)引发炎症反应,包括TLR2介导的PI3K(Phosphatidylinositol-3-kinase)/AKT信号通路。研究证实,TLR2活化P38及其下游受体的功能,能调节细胞中经由PI3K-AKT依赖途径的NF-KB的转录活性。AKT1是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,在细胞内信号通路中起重要作用,作为PI3K/AKT信号转导途径的重要中间分子,AKT1参与多种细胞内物质代谢,在多个细胞反应的调控中起重要作用,包括增殖、细胞周期、分化、存活和凋亡,对细胞存活至关重要。目前学者们发现了超过26个基因位点和帕金森病有关,约5-10%的帕金森病患者存在单基因突变,其中一些基因参与的蛋白质错误折叠和降解,线粒体损伤和氧化应激等一系列细胞机制。家族性帕金森病约占10%,但是帕金森病人中绝大多数为散发病例,现有的遗传发现不能够完全解释散发性帕金森病的病因病理,散发帕金森病发病机制仍然需要进一步阐明。随着信号通路更多作用被发现和人们对基因多态性的深入理解,TLR2介导AKT1信号转导途径参与神经炎症的机制,在帕金森病发病风险,尤其是散发性帕金森病中的角色和作用值得探讨。基因多态性对帕金森病风险的影响取决于不同种族和人群。目前缺乏TLR2及AKT1基因多态性在汉族帕金森病人群中的研究。我们在这里探讨免疫遗传变异和散发性帕金森病患者之间的相互作用。我们假设TLR2和AKT1中的基因突变可能是帕金森病的风险因素,并且造成细胞先天免疫力的降低,从而影响种族人群中的帕金森病发病风险。因此,我们设计一项病例对照研究,根据设计特点,后期为了更好控制混杂因素,采用Logistic回归分析,OR作为结局相对危险度的近似估计,反应年龄、性别等暴露因素与帕金森病发生风险之间的关系。使用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-Restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)方法探讨在汉族北方汉族人群中,TLR2基因和AKT1基因的单核苷酸多态性(Single-Nucleotide polymorphism,SNP):rs3804099,rs3804100(TLR2);和rs2498799,rs2494732、rs1130214(AKT1)的对散发性帕金森病的遗传变异作用,并根据发病年龄和性别进行分层分析,调查不同汉族人群中的帕金森病风险相关度。研究方法:采取病例-对照研究方法,病例组受试者主要来自山东、北京、天津、河北、山西、河南等省份地区的散发性帕金森病患者。纳入病例均为汉族,根据英国帕金森病协会脑库标准,由2名运动障碍专家诊断散发性帕金森病。根据国际分类标准,定义发病年龄50岁为早发型帕金森病,发病年龄≥50岁为晚发型帕金森病。对照组是与病例组年龄、性别匹配的正常健康人,均来自北方省份汉族人群。使用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)方法对病例组和对照组进行基因检测。首先使用相关数据库及软件查询SNP位点信息,选择相应的限制性内切酶,并根据不同位点序列设计相应的扩增引物,并合成引物,其次提取纳入受试者血液基因组DNA,进行PCR反应扩增,将PCR产物进行酶切反应,通过紫外线透射仪成像,统计SNP位点基因型频率。最后验证实验结果,随机选择10%样本PCR扩增产物测序,检测基因型并与以上RFLP酶切结果进行比对。所得基因型数据应用SPSS17.0进行相关处理和统计分析。应用卡方检验、Logistic回归检验各个SNP位点基因型、等位基因频率差异及对显性遗传模式、隐性遗传模式进行分析,并预测基因-疾病风险关联。结果:(1)TLR2基因的SNPrs3804099在散发性帕金森病患者中等位基因T频率高于健康匹配对照,增加散发性帕金森病风险(OR=1.293,95%CI=1.044-1.601,P=0.019),显性遗传模型TT/TC+CC分布在病例组与夫对照组之间有显著差异,显示与散发性帕金森病相关,增加发病风险(OR=1.376,95%CI=1.043-1.814,P=024)。进一步进行年龄/性别亚组分析,等位基因T在晚发型散发性帕金森病患者中分布(73.1%)高于对照健康人群(67.4%),与对照组相比具有显著差异,增加散发性帕金森病风险(OR=1.319,95%CI=1.047-1.663,P=0.019)。此外,校正性别因素后,采用Logistic回归分析,显示晚发人群中rs3804099显性遗传模型(TT/TC+CC)在散发性帕金森病患者和健康对照之间的具有显著差异(OR=1.417,95%CI=1.051-1.911,P=022)。(2)AKT1基因的SNPrs2498799位点等位基因G频率在散发性帕金森病患者和对照组之间的有显著差异,对发病风险具有保护作用(OR=0.764,95%CI=0.587-0.995,P=0.045)。校正年龄因素后,采用Logistic回归分析显示GG/GA+AA在女性散发性帕金森病人群与对照组比较分布有显著差异,对发病风险具有保护作用(OR=0.538,95%CI=0.345-0.841,P=0.006),再进一步将女性人群分为早发型和晚发型,发现在女性晚发散发帕金森病队列中GG/GA+AA分布在病例-对照组间仍然存在显著差异,并对发病风险具有保护作用(OR=0.521,95%CI=0.309-0.877,P=0.012)。结论:TLR2基因SNPrs3804099多态性位点与汉族北部人群散发帕金森病相关联,通过进一步性别/年龄亚组分析可以看出,晚发帕金森病人群中rs3804099显性遗传模型TT/TC+CC增加发病风险。一直以来,免疫功能障碍被认为是老年帕金森病人的重要发病机制,因此免疫相关基因位点的遗传多态性可能是个体易感性的重要部分,同时长期慢性炎症可能导致基因位点发生突变。根据这一系列的推论和结果综合看来,我们考虑TLR2 rs3804099 T携带者可能更容易受炎症介导的影响,特别是对于晚发性帕金森病人群来说,更具有免疫相关基因遗传易感性,通过免疫介导途径在TLR2基因rs3804099风险基因型携带者中发病。AKT1基因rs2498799位点在汉族北部女性人群中具有帕金森病保护作用。尤其是老年女性人群,等位基因G具有疾病保护作用。AKT1是参与不同信号传导途径的重要成员,相信随着AKT1更多的作用被发现及其基因遗传效应的深入挖掘,我们在分子遗传水平上能够有更加透彻的认识。TLR2和AKT1基因多态性均与中国北方汉族散发性帕金森病的人群具有风险关联。我们可以假设TLR2和AKT1成为散发性帕金森病的候选基因之一。由此可以推测炎性因子TLR2介导的AKT1信号通路反应可能参与到散发性帕金森病发生发展的分子生物机制之中,为进一步的工作奠定了遗传信息基础。
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【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R742.5

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