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编号:10239148
单胺氧化酶基因A和B的二种多态与高血压的关系
http://www.100md.com 《中国循环杂志》 1999年第4期
     作者:郭威早 唐邦熙 常丙习 王军英 王莉瑛 刘瑞雪 冯雪英 叶大雄 徐南图 Bill Wu Theodore Reich

    单位:

    郭威早 唐邦熙 常丙习 王军英 王莉瑛 刘瑞雪 冯雪英 叶大雄 徐南图 邮电总医院,内科,北京市,100032;Bill Wu Theodore Reich 美国华盛顿大学医学院

    关键词:高血压;单胺氧化酶;基因

    摘要 摘要:目的:探讨单胺氧化酶(MAO)基因多态性与高血压发病的关系。

    方法:按世界卫生组织标准收集高血压患者104例为高血压组,正常对照组101名。利用聚合酶链式反应(PCR)和凝胶电泳技术对所有个体进行MAO基因多态性分析,所检测的基因包括MAO-A的一个限制性片段长度多态(RFLP)和MAO-B的一个二核苷酸重复多态(DNRP)。采用统计学方法探讨MAO基因多态性与高血压发病的关系。
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    结果:MAO-A基因对于内切酶EcoR V的2个RFLP等位基因在高血压组和正常对照组的分布无显著差异;MAO-B基因所表现的7种DNRP等位基因中,195 bp和199 bp片段在高血压组和正常对照组中表现出显著差异(χ2检验,P<0.05)。

    结论:MAO-B基因多态可能影响高血压发病,其机制需进一步研究。

    The Relationship Between Hypertension and the Two Polymorphisms

    of Monoamine Oxidase-A and Monoamine Oxidase-B


    Guo Weizao,Tang Bangxi,Chang Bingxi,et al.
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    Department of Internal Medicine,Post and Communications General Hospital,Beijing(100032)

    Abstract Objective:To investigate the relationship between monoamine oxidase(MAO)gene polymorphisms and the pathogenesis of hypertension.

    Methods:One hundrend and four patients fulfill the criteria of hypertension of World Health Organization(WHO)were collected while 101 normal persons were adopted as controls.Polymerase chain reaction(PCR)and gel electrophoresis were used to detect the genotype of MAO gene.The target loci selected in this research include a restriction fragment length polymorphism(RFLP)of MAO-A gene and a dinucleotide repeat polymorphism(DNRP)of MAO-B gene.The relationship between hypertension and polymorphisms of MAO gene was analyzed by statistical method.
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    Results:The distribution of the two alleles at the polymorphic EcoR V site of MAO-A gene did not have statistical difference between patients with hypertension and normal controls while the frequencies of the two DNRP alleles(195 bp and 199 bp)of MAO-B gene in patients and controls showed statistical difference(χ2 test,p<0.05).

    Conclusion:Some polymorphisms of MAO-B gene may have a predisposition to hypertension,the mechanism need to be detected further.
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    Key words Hypertension;Monoamine oxidase;Gene

    (Chinese Circulation Journal,1999,14:216.)

    单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)是体内单胺类代谢的主要酶类。MAO与高血压的关系目前尚无定论。MAO所代谢的底物中,已有若干被研究证明与高血压有关。国内外研究提示[1~4],MAO可能直接影响血压。帕吉林(pargyline,优降灵)是MAO-B抑制剂,在临床上可使高血压患者血压下降。MAO在体内分布广泛,MAO的量及活性水平会受到众多生理状态影响。然而,基因是相对稳定的,在基因水平上探讨MAO与高血压的关系是有意义的。根据MAO的作用底物,分布及对应的选择性抑制剂,将MAO分为2类——MAO-A和MAO-B。人类MAO-A和MAO-B基因位于X染色体短臂Xp11.3基因座。在基因水平上,MAO-A和MAO-B都表现出若干多态性。我们采用了MAO-A的一种限制性片段长度多态(restriction fragment length polymorphism,RFLP),采用了MAO-B的一种可变数串行重复多态(variable number of tandem repeat,VNTR),在高血压患者和正常对照中进行了基因型分析和对比。
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    1 材料和方法

    实验对象:于1996年10月至1997年3月期间,通过本院住院患者和病历索引收集北京地区4家三级医院的高血压患者104例[均符合世界卫生组织高血压标准(1978)]为高血压组,其中男43例,女61例,年龄34~84岁,平均58.98±10.26岁。正常对照组101名,为门诊体检者且排除高血压病史的正常人,其中男55名,女46名,平均年龄50.56±7.66岁。所有样本均为汉族。

    脱氧核糖核酸(DNA)提取:每位患者和正常对照组正常人均采血5~10 ml,以100 mmol/L乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)液抗凝,DNA提取采用美国Stratagene公司试剂盒进行,具体操作参考产品说明。所获DNA纯度[光密度(OD)260/OD280]可达1.5~1.8。

    聚合酶链式反应(PCR):MAO-A的一对引物序列分别为:5'-GACCTTGACTGCCAAGATT-3'和5'-GATCACAAGGCTTTATTCTA-3'。该序列所扩增的产物长度为1010 bp,中间包括一个对应于内切酶EcoR V的多态切点,由此形成RFLP。MAO-B的一对引物分别为5'-CTTCACAGCCTCTCTCCCAG-3'和5'-CTTCCTATTTCTCTCTCTGTC-3'。该引物涵盖了一段二核苷酸重复序列:(TG)4CCTC(TG)23AGAC(AG)4,构成可变数串行重复多态,本文称作二核苷酸重复多态(dinucleotide repeat polymorphism,DNRP)。MAO-A的反应条件参考文献[5]进行,循环条件为94℃30秒,56℃1分30秒,72℃1分。MAO-B的反应条件按参考文献[6]进行,94℃30秒,50℃1分,72℃2分30秒,反应混合物中参入α-32P-dCTP作示踪物。反应在PTC-200型PCR仪(MJ Research,USA)上进行,以上两种反应均针对0.1 μg基因组DNA进行30轮循环,进入循环前于95℃预变性5分,出循环后于72℃延长反应10分。
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    基因型鉴定:MAO-A的聚合酶链式反应产物用内切酶EcoR V剪切,通过1.5%琼酯糖水平电泳分离鉴定基因型,以100 bp DNA 1adder(Gibco-BRL)作分子量标准品。MAO-B的聚合酶链式反应产物用6%聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳分离,待凝胶干燥后覆盖X光片(Fuji-XR,Japan)进行放射自显影。

    统计分析:采用统计分析软件包(statistical packages for social sciences,release 7, SPSS Corp.USA)进行数据管理,χ2检验和相对危险度分析。P<0.05为统计学有显著性差异。

    2 结果

    在高血压组和正常对照组中,检测出2种MAO-A等位基因(allele),二者的区别在于内切酶EcoR V切点的有无。为了区别,将2个等位基因分别命名为A1和A2,A1代表长度为1010 bp的片段,是没有内切酶EcoR V切点的片段,A2代表590 bp和420 bp两个片段,由内切酶EcoR V剪切产生(图1)。在上述人群中检测出了MAO-B的7种等位基因,用1-7表示,片段长度分别为195 bp、197 bp、199 bp、201 bp、203 bp、205 bp、207 bp,部分片段的检测情况见图2。高血压组和正常对照组MAO等位基因的分布情况见附表。1001.gif (6086 字节)1002.gif (1418 字节)
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    图1 单胺氧化酶A基因的限制性片段长度多态分析。A:图中1和8二个条带为100 bp DNA ladder,左侧箭头所示为DNA ladder中若干片段的大小。2~7为患者DNA扩增产物经内切酶EcoR V酶解后在1.5%琼酯糖中的电泳分离情况。B:内切酶EcoR V剪切示意图,如果患者一对等位基因上均无内切酶EcoR V切点,则表现为1010 bp片段(F-1)的纯合子,如A中2和5;如果一个等位基因上有内切酶EcoR V切点,另一个没有,则表现为1010 bp、590 bp(F-2)和420 bp(F-3)3种片段的组合,如A中4和7;如果一对等位基因中均有内切酶EcoR V切点,则表现为590 bp和420 bp2种片段的组合,如A中3和6。以上图片用Kodak DC-40(Kodak Digital Science,USA)数字像机记录附表 高血压组和正常对照组中单胺氧化酶等位基因的数量及频率

    组别

    等位基因数量及频率
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    单胺氧化酶A

    (限制性片段长度多态)

    单胺氧化酶B

    (二核苷酸重复多态)

    A1

    (1010 bp)

    A2

    (590 bp+420 bp)

    1

    (195 bp)

    2

    (197 bp)
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    3

    (199 bp)

    4

    (201 bp)

    5

    (203 bp)

    6

    (205 bp)

    7

    (207 bp)

    正常对照组(2n=202)

    87

    (0.431)
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    115

    (0.569)

    9

    (0.045)

    3

    (0.015)

    23

    (0.114)

    7

    (0.035)

    46

    (0.228)

    99
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    (0.490)

    15

    (0.07)

    高血压组(2n=208)

    83

    (0.399)

    125

    (0.601)

    21*

    (0.101)

    9

    (0.043)
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    11*

    (0.053)

    4

    (0.019)

    49

    (0.236)

    102

    (0.490)

    12

    (0.05)

    注:与正常对照组比*P<0.05。2n表示等位基因总数。括号内为频率1003.gif (3611 字节)
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    图2 单胺氧化酶B基因多态片段的电泳分析。参入α-32P-dCTP的聚合酶链式反应产物经6%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,覆盖X光片(Fuji-RX,Japan)于常温放射自显影12小时,通过标准品判片段大小,图中1~6均为患者样本扩增产物(以上图片用HP-4C扫描仪记录)

    3 讨论

    本研究中,高血压组和正常对照组MAO-A等位基因的分布分别与国外报道的正常人比较有明显的差异(χ2检验,P=0.000929、P=0.00043)[5],但本研究的高血压组和正常对照组与我国台湾地区正常汉族的检测值比较均无显著差异(P>0.05)[7],提示不同种族间MAO-A的基因多态存在差异。本研究高血压组和正常对照组相比,基因多态无显著差异。

    MAO-B的检测与国外最初的报道略有不同,Grimsby等[6]在20名男性和22名女性中(种族属性不祥),未发现195 kb片段等位基因,将其它等位基因的分布与该报道比较,高血压组和正常对照组都表现出极显著的差异(χ2检验,df=5,P<1.0×10-5)。
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    从目前积累的资料来看,在基因水平验证MAO与高血压关系的报道还非常少,两者之间的直接联系尚无定论。基因研究证明,MAO-A和MAO-B都位于X染色体,彼此相距2.7 cm(遗传图距,1 cm表示重组率1%),各自编码彼此独立的蛋白质,但具有较高的氨基酸序列同源性。国外的研究证实,MAO-A的内切酶EcoR V多态与MAO-A的活性相关,其中,存在内切酶EcoR V切点的MAO-A活性较高[5][优势比(odds ratio,OR,OR=6.0)]。Cesura等[8]研究表明,MAO-A主要代谢去甲肾上腺素和5-羟色胺,而临床药理资料表明,抗高血压药利血平既耗竭儿茶酚胺,也耗竭5-羟色胺。将上述进行归纳,可见,在MAO-A基因多态、MAO-A酶活性、儿茶酚胺及5-羟色胺、血压等环节之间存在一系列关联。由此推论,MAO-A多态与高血压的关系具有生化基础和临床药理基础,但本次基因水平的研究未发现两者的相关关系。我们认为,MAO-A确有可能通过影响去甲肾上腺素等介质调节血压,但去甲肾上腺素对血压的影响是双向的。将MAO-A纳入更多的因素中进行综合研究值得进一步探讨。
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    与MAO-A有所不同,MAO-B主要代谢苯乙胺和多巴胺。抗高血压药优降灵正是通过抑制MAO-B活性而发挥降压作用的。由此可见,MAO-B或其底物均和高血压有关系。研究中,我们发现,MAO-B的2个二核苷酸重复多态等位基因1(195 bp)和3(199 bp)在高血压组和正常对照组中的分布均具有统计学意义上的差异(χ2检验,df=1,P<0.05),就7种等位基因整个分布而言,差异仍具有显著性(χ2检验,df=5,P=0.0394)。到目前为止,可变数串行重复多态的作用还不明确。就本研究的具体情况来讲,所分析的二核苷酸重复多态是否影响MAO-B基因的表达或酶的活性,有待进一步研究。但从研究结果的分析中,我们认为,MAO-B在高血压发病中可能具有一定作用。由附表可见,高血压组195 bp片段相对较多而199 bp片段相对较少。如果假设1(195 bp)和3(199 bp)作为疾病关联因子,按统计学方法计算优势比[9],根据附表数据得出,对于MAO-B的7种等位基因中的1的OR=2.41(95%置信区间1.075~5.394),对于3的OR=0.435(95%置信区间0.206~0.917),由此可见,1属于危险因子而3属于保护因子。
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    本研究提示,在影响高血压众多的因素中,MAO可作为其中的因素之一。其中某些亚型可以促发高血压,而另一些亚型可以抑制高血压的发生。目前研究多基因病的趋势为大样本,全程质量控制,亚型分类,以及功能基因组合,这种趋势可作为本研究未来的发展方向。

    第一作者:郭威早,女,32岁,主治医师,硕士

    参考文献

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    收稿:1999-01-19

    修回:1999-04-22, 百拇医药