阿尔茨海默病与CYP19基因、谷胱甘肽S-转移酶基因多态性的相关性分析

发布时间：2020-04-21 02:26

【摘要】： 研究背景: 阿尔茨海默病(Alzheimer!s disease,AD)是中枢神经系统一种常见的进行性神经退行性疾病,是导致老年前期和老年期痴呆的主要原因,临床主要表现为进行性记忆力减退、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状为特征。1906～1907年间由德国神经科医生Alois Alzheimer首先发现。目前,全球约有2000～3000万AD患者。欧美国家的统计数据显示,65岁以上老年人的痴呆患病率为3.0%～5.0%,其中半数以上为AD。在美国,AD已经成为继心血管疾病、肿瘤和脑卒中之后的第4位死亡原因。国内的AD发病情况与国外类似,病例数已达10万。据报道我国60岁以上人群痴呆患病率为0.75%-4.69%。随着世界人口日趋老龄化,AD已成为当今老年医学面临的最为严峻的课题之一。由于AD的病因和发病机理至今尚不明确,一般认为AD是复杂的异质性疾病,多种因素可能参与致病,如遗传因素、神经递质、免疫因素和环境因素等。因此,当机体存在某些遗传缺陷时,如与毒物代谢有关的酶体系和具有中枢保护作用的雌激素的合成关键酶的遗传缺陷,可引起毒素在体内的蓄积,对神经系统造成慢性破坏。外源性化学物质体内生物转化过程的复杂性有赖于多种酶的共同作用及相互间的活性平衡。外源性化学物质的体内生物转化是依靠毒物代谢酶来完成,Ⅰ相酶(如细胞色素P450)通过氧化、还原和水解作用,改变化学物质所具有的功能基因或使其分解,Ⅱ相酶(如谷胱甘肽—S—转移酶,N-乙酰基转移酶)催化外源性化学物质与某些强极性集团(如甲基,乙酰基)发生结合反应,从而使极性或水溶性增强,有利于随尿或胆汁排出。其转化过程的复杂性有赖于多种代谢酶的共同作用及它们的活性平衡。谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST)属于Ⅱ相代谢酶,是体内重要的解毒酶系,它催化亲电子化合物与还原型谷胱甘肽的结合反应,使前者功能失活,通过尿液或胆汁排出体外,在代谢环境致癌物和化疗药物中有重要作用。GSTs是一组具有解毒功能的蛋白超基因家族,可分为胞浆型、胞膜型、线粒体型和LTC4合成酶。几乎在所有细胞和组织中都有表达,以肝脏、结肠和生殖腺中表达最高。已发现GSTM1、P1具有人群多态性。GSTs的遗传多态性和环境因素的相互作用,共同影响着人类对某些疾病的易感性。正确理解GSTs的遗传多态性和环境因素的关系,对于揭示其在疾病中的发病原因,提高对疾病易感患者的预测水平具有重要的意义。谷胱甘肽S-转移酶P1(GSTP1)基因的外显子5(Ile105→Val)存在多态性。GSTP1基因编码产物GSTP1酶含有210个氨基酸,有研究表明位于第105位点的氨基酸序列对于蛋白质的生物学功能十分重要,该位点氨基酸的替代改变了氨基酸的体积和疏水性,从而影响了酶的热稳定性。据报道GSTP1酶-Val105的热稳定性比GSTP1酶-Ile105的低2～3倍。随着GSTP1基因结构和功能研究的不断深入,人们已经认识到GSTP1等位基因编码的酶在氧化代谢能力存在明显差异。因此,GSTP1编码基因的多态性可能与AD的遗传易感性有关。研究发现,绝经后AD患者中内源性雌激素水平明显低于同年龄非AD患者对照组,局部形成的雌激素具有明显的神经营养及神经保护作用。如雌激素可通过促进神经营养因子表达及上调神经营养因子受体,实现其神经营养作用。反过来,神经营养因子能促进细胞与雌激素结合,引起信号放大,从而加强神经营养作用。雌激素有治疗AD(尤其是在预防)方面的作用令人十分振奋,它的作用机制也正成为国内外的研究热点。芳香化酶是是雌激素合成的最后一步限速酶,是细胞色素P450超家族中的一员,其编码基因CYP19位于人15号染色体的长臂21区1带,全长123Kb。研究发现,由芳香化酶合成的雌激素与脑发育和再生密切相关。在正常情况下,芳香化酶分布于人及其它哺乳动物的多种组织中,例如:中枢神经系统、胎盘合体滋养细胞、卵巢颗粒细胞、脂肪组织及其间质细胞、肾上腺组织中。在特定脑区,芳香化酶催化雄激素转化为雌激素,脑局部芳香化酶的活性高低与雌激素水平相关。近年的研究表明:CYP19基因包括许多组织特异性的启动子介导CYP19基因的表达,从而决定了CYP19基因表达的组织特异性模式。国内外对芳香化酶与AD之间关系的研究较少。已发现CYP19具有人群多态性,因此,CYP19编码基因的多态性可能与AD的遗传易感性有关。目的: 本实验目的在于探讨CYP19基因和GSTP1基因多态性与阿尔茨海默病遗传易感性的关系,为阿尔茨海默病的临床诊断提供分子生物学指标。方法: 阿尔茨海默病病人102例血标本来源于北京市医院和军队干休所。对照组血标本来自社区健康老年人(≥65岁),MMSE评分≥28分,共121例。痴呆诊断按照ICD-10诊断标准将“可能性AD”作为研究对象,通过简易智能量表及老年认知功能评定量表,全部病例组均有影象学资料辅助诊断并随访一年以上。所有被试者抽全血2 mL,枸橼酸钠抗凝后采用苯酚.氯仿抽提法提取外周血白细胞基因组DNA。利用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术,应用上游5'-TGC TAT CGT GGT TAA AAT CCA AGG-3'及下游5'-TTA CCT GAG AGGCCA AGA AAA ACA-3'引物扩增细胞色素CYP19基因MfeⅠ位点等位基因,应用MfeⅠ限制性内切酶检测其A→T多态性;应用上游5'-ACC CCA GGG CTCTAT GGG AA-3'及下游5'-TGA GGG CAC AAG AAG CCC CT-3'这一对引物扩增GSTP1基因,应用BsmAⅠ限制性内切酶分别检测GSTP1基因的A→G多态性。比较基因频率和基因型运用SPSS13.0统计软件包,采用卡方检验计算阿尔茨海默病患者与正常人之间各等位基因频率或突变频率。结果: CYP19基因MfeⅠ多态性与阿尔茨海默病的关系CYP19基因MfeⅠA→T多态检测结果显示,在阿尔茨海默病组等位基因m1、m2的比例分别为135/204(66.2%)和69/204(33.8%),在对照组中则分别为196/242(81.0%)和46/242(19.0%),两组比较有显著性差异(χ~2=12.696,P＜0.05,95%CI:1.413～3.357)。CYP19基因MfeⅠ位点各种基因型分布频率:阿尔茨海默病组m1/m1,m1/m2,m2/m2分别为45/102(44.1%)、45/102(44.1%)、12/102(11.8%),而正常对照组分别为79/121(65.3%)、38/121(31.4%)、4/121(3.3%),病例组与正常对照组之间CYP1A1基因MspⅠ位点各种基因型分布有显著性差异(χ~2=12.384P＜0.05)。 GSTP1基因多态性与阿尔茨海默病的关系等位基因M1,M2在病例组中的分布频率分别为73.4%,26.6%;在对照组中为83.1%,16.9%,经统计学处理两组间各等位基因频率分布差异具有显著性(χ~2=6.134 P＜0.05,95%CI:1.124～2.809)。GSTP1基因BsmAⅠ位点各种基因型分布频率:阿尔茨海默病组m1/m1,m1/m2,m2/m2分别为56/102(54.9%)、37/102(36.3%)、9/102(8.8%),而正常对照组分别为85/121(70.2%)、31/121(25.6%)、5/121(4.1%),病例组与正常对照组之间CYP1A1基因MspⅠ位点各种基因型分布有显著性差异(χ~2=6.062P＜0.05)。结论: 本组资料正常健康老年人CYP19基因MfeⅠ位点各基因型及GSTP1基因BsmAⅠ位点各基因型所占的比例,与国内报道资料正常人群的平均水平相当。本研究发现(1).CYP19基因MfeⅠ位点基因频率和基因型在AD组和正常对照组中分布有显著性差异,提示携带突变基因T可以增加散发性阿尔茨海默病的发病率。(2).GSTP1基因BsmAⅠ位点基因频率和基因型在两组中分布有显著性差异,提示提示携带突变基因G可以增加散发性阿尔茨海默病的发病率。
【图文】：

病例,对照组,期望频率,基因型

图3病例组与对照组中CYP19Mfel各基因型的比较Fig3TheeomparisonofCYP19Mfe1genot、·PesbetweenPatientsandcontrol2.3按文献l‘l方法对群体数据作H盯dy一weinberg平衡吻合度检验。纯合子和杂广基因型的期望值分别按np“、2叩q、nq，算出，其中n为样本量，p、q分别相应的等位基因频率。杂合度观察值由样本基因型直接算出，无偏估测值按献lzl方法计算。H盯dy一Weinberg平衡吻合度检验的原理:根据H盯dy一Weinberg平衡定律基因型为纯合者的期望频率等于两个基因频率之积，基因型为杂合期望频率于两个频率乘积的二倍，每种表现型期望频率等于相应遗传型期望频率之和经卡方检验，若尸>0.05，则表明期望值和观察值相吻合。对CYP19基因Mfel位点的基因型进行了Hardy一Weinberg平衡检测，经检验，Mfel多态性位点的基因型的观察值与预期值差异无显著性(P>0.50)，

阿尔茨海默病,合型,等位基因频率,对照组

硕士学位论文分组.正常姆.应D道曰己乃00反始型图3条合型阿尔茨海默病组与对照组GSTPI等位基因频率比较 Fig.3TheeomParlsonofGSTPIallelesbet、、eenPatientsandeontrols1.3统计学处理:统计软件为sPssl3.O医学统计软件。采用卡方检验比较AD组与对照组各等位基因，基因型频率分布的差异，a=0.05。2实验结果2.1阿尔茨海默病组与对照组GSTPI等位基因频率比较GSTPI基因BsmAI多态位z大又ml、73.4%、26.6%;在对照组分别为83.1%、mZ等位基因的频率在病例组分别为16.9%。经统计学处理有显著性差异
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R749.16

【引证文献】