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编号:10221982
载脂蛋白AI-CⅢ基因区域多态性与冠心病的关系
http://www.100md.com 《福建医科大学学报》 2000年第2期
     作者:翁国路 韩琴琴 陈灏珠

    单位:翁国路(福建医科大学附属第二医院内科,泉州 362000);韩琴琴 陈灏珠(上海医科大学附属中山医院心内科,上海 200032)

    关键词:载脂蛋白A;冠状动脉疾病;多态现象(遗传学);基因

    福建医科大学学报000202

    摘要:目的 探讨载脂蛋白的AI-CⅢ基因区域多态性与冠心病的关系。方法 应用PCR方法检测50例正常人(汉族)及50例冠心病患者(汉族,其中38例为陈旧性心肌梗塞患者)ApoAI-CⅢ基因区域PstI、SstI和MspI酶切位点上限制性片段长度多态性(RFLPs),并作单倍型分析。结果 50例正常人中,P2、S2、M2等位基因频率分别为25%,33%和46%;50例冠心病患者为28%,62%和40%。冠心病患者S2等位基因频率与正常人比较差异有显著性(P<0.01),M2和P2差异无显著性(P>0.05)。单倍型频率及连锁平衡程度分析,S1、S2、P1、P2及M1、M2之间处于连锁不平衡状态(P<0.01)。单倍型S1P2、S1M2和M2P1S1频率在冠心病人与正常人比较差异有显著性(P<0.05)。结论 S2等位基因和单倍型S1P2、S1M2和M2P1S1频率的升高与冠心病有关,可考虑作为该疾病易患性基因的标志。
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    中图分类号:R543.3;R977.6 文献标识码:A

    文章编号:1000-2235(2000)02-0096-04

    Relationship of Apolipoprotein AI and CⅢ Loci Gene Polymorphism and Coronary Artery Disease

    WENG Guo-lu,HAN Qin-qin,CHEN Hao-zhu

    (The Affiliated Second Hospital,Fujian Medical Univercity,Quanzhou 362000,China)

    ABSTRACT:Objective To study the relationship of the apolipoprotenin AI-CⅢ loci with coronary artery disease.Methods Using the polymerase chain reaction(PCR) to amplificate Chinese human Apo AI-CⅢ gene which includig Pst-I,SstI and MspI restrict enzyme polymorphism loci,then digesting it with these three restrict enzyme,it detected three restriction fragments.Results It was found that P2,S2 and M2 allele gene frequencies is 25%,33% and 46% in the normal individuals,28%,62% and 40%in the patients with coronary artery disease.The S2 allele frequency of the patients with cornary artery diseases statistically significant as compared with the normal individuals(P<0.01).Haplotypes S1P2,S1M2 and M2P1S1 frequency in the patients with coronary artery disease was significantly greater than that in the normal individuals(P<0.05).Conclusion It indicated that SstI polymorphic site was associated with coronary artery disease.It is possible that the SstI polymorphic site and the haplotypes S1P2,S1M2 and M2P1S1 are a susceptible genetic marker of coronary artery disease.
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    KEY WORDS:apolipoprotein A-Ⅱ;coronary artery disease;gene polymorphism,heredity;gene

    笔者于1990年10月~1992年10月采用PCR方法对50例正常人和50例冠心病患者载脂蛋白ApoAI-CⅢ基因中含有PstI、SstI及MspI限制性内切酶多态性位点片段进行体外扩增,用相应的三种限制性内切酶进行酶切,得到三种不同的酶切片段长度,报告如下。

    1 对象和方法

    1.1 对象 正常人(汉族)50例(A组),经检查无心脑血管疾病、糖尿病及甲状腺等内分泌系统疾病。其中男性37例,女性13例,年龄55±8.7岁。冠心病患者50例(B组),均为汉族,主要来自本院心内科、专科门诊和病房,其中男性38例,女性12例,年龄57±6.8岁;其中陈旧性心梗38名。
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    1.2 方法

    1.2.1 化学试剂 EDAT抗凝剂、溶血试剂、ProteinaseK溶液、电泳缓冲液、PCR试剂盒(购自华美生物工程公司)。

    1.2.2 PCR引物 三种目的基因由中科院生物化学研究所合成。

    ApoAI基因MspⅠ:

    引物1: 5' GCTAAAGTAAGGACCCAGCC 3'

    引物2: 5' GAAGACAGCCCACACAGTCTTG 3'

    ApoAI基因邻近区PstⅠ:

    引物1: 5' CTACACTCTCCCTTACCAAC 3'
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    引物2: 5' AACTCCAGCCGTTCACTTG 3'

    ApoCⅢ基因SstⅠ:

    引物1: 5' TGAAAGACTACTGGAGCACC 3'

    引物2: 5' AGACACAGATGGCACTTG 3'

    1.2.3 仪器 高速冷冻离心机(TGLL-18型,中科院上海生物化学研究所);真空干燥离心机(LNG-T83型,上海生物化学研究所);PCR 扩增仪(Mastercyler 5332型,美国惠普公司)。

    1.2.4 处理方法

    等位基因频率的计算:
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    各组间等位基因频率及单倍型频率的差别、遗传平衡及连锁平衡程度用χ2检验。

    1.3 DNA多态性分析 白细胞染色体DNA的提取:取新鲜静脉血0.3 ml,置于1.5 ml的塑料离心管中,加入溶血试剂0.5 ml,混匀;高速冷冻离心1200 r/min×10 min,弃去上清液,加入溶液试剂0.5 ml;重复上述操作2~3次,直至沉淀转为白色;PCR缓冲器中加入0.3 ml,轻轻辗转离心管使沉淀扩散,加蛋白酶K溶液0.5 ml(10 mg/ml)。置于55°C水浴箱中4 h。消化核蛋白,然后煮沸95°C蛋白酶K 10 ml。

    1.3.1 ApoAI与ApoCⅢ基因紧密连锁及其多态性酶切位点(附图)

    附图 ApoAI-CⅢ基因及多态性酶切位点示意图
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    1.3.2 ApoAI基因第三个内含子中含有一个Msp-I多态性酶切位点。笔者设计一段包含MspI多态位点在内的一段307 bp DNA片段作为PCR扩增模板合成一对引物,扩增后经Msp-I酶切处理,如果该酶切位点存在,则电泳图上可见139 bp和168 bp两条片段,该等位基因称为M1;如果酶切位点消失,则电泳图上仅见307 bp一条片段,该等位基因称为M2;如果两条姐妹染色体DNA(一条来自父亲,另一条来自母亲)均有M1或M2等位基因,则电泳图上出现M1M1或M2M2纯合子基因型;如果一条染色体的DNA等位基因是M1,另一条染色体的DNA等位基因是M2, 则电泳图上出现M1M2杂合子基因型。

    1.3.3 ApoAI基因3'端有一PstI多态性酶切位点存在,笔者设计一段包含PstI多态性位点在内的306 bp DNA片段作为PCR 扩增模板合成一对引物,扩增后经PstI酶切处理,如果酶切位点存在,则在电泳图上可见107 bp和199 bp两条片段,该等位基因称P1;如果该酶切位点消失,则电泳图上仅见一条306 bp片段,该等位基因称P2
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    1.3.4 ApoCⅢ 3'非编码区存在有SstI多态性酶切位点,笔者设计一段包含SstI多态位点在内的311 bp DNA片段作为PCR扩增模板合成一对引物,扩增后经SstI酶切处理。如果此位点存在,则电泳图上可见136 bp和175 bp两条片段,该等位基因称S2;如果不存在该酶切位点,则电泳图仅见一条311 bp片段,该等位基因称S1

    2 结 果

    2.1 中国汉族人ApoAI-CⅢ基因多态性 A、B两组共100人,取每人静脉血0.3 ml,如上法提取白细胞染色体DNA,分别用三对不同的引物进行PCR扩增,然后对扩增产物用三种相对应的内切酶水解,PAGE电泳鉴定DNA基因多态性。得到二组研究对象的三种内切酶引起的不同基因型频率,表明中国汉族人ApoAI-CⅢ基因组存在MspI,PstI和SstI多态性位点且M2、P2、S2等位基因并不罕见。M2和P2等位基因频率组间比较,差异无显著性。但S2等位基因频率在B组中,频率高于A组,差异有显著性(P<0.01)。ApoAI-CⅢ MspI,SstI,和PstI基因型频率均符合遗传平衡。
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    2.2 S1、S2与M1、M2,S1、S2与P1、P2和M1、M2与P1、P2构成的单倍型及连锁平衡程度分析 A、B两组进行单倍型分析均未发现S2S2M1M1,S2S2M1M2和S2S2P2P2这三种表现型。但S1、S2与M1、M2,S1、S2与P1、P2和M1、M2与P1、P2等位基因之间处于连锁不平衡状态(连锁不平衡值d分别等于0.1364,0.0156和0.0506 ),与假设的处于连锁平衡状态群体的单倍型表现型频率比较,差异有极显著性(P<0.01)。
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    2.3 单倍型分布差异的检验(表1)

    表1 正常人与冠心病人之间单倍型分布差异的检验(n,%) 单倍型表现型

    A组(n=50)

    B组(n=50)

    S1M1/S1M1

    28

    18

    S1M1/S2M2

    17
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    12

    S2M2/S2M2

    1(94)

    1(64)

    S1M1/S2M1

    1

    1

    S1M1/S1M2

    2

    16
, 百拇医药
    S1M2/S2M2

    0(6)

    1(36)

    S1M2/S1M2

    1

    1

    S1P1/S1P1

    20

    10
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    S1P1/S2P1

    10

    1

    S1P1/S2P2

    2(88)

    9(56)

    S2P1/S2P1

    8

    6

    S2P1/S2P2
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    4

    2

    S1P1/S1P2

    4

    19

    S1P2/S1P2

    0(12)

    2(44)*

    S1P2/S2P2
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    2

    1

    M1P1/M1P2

    18(36)

    20(40)

    M1P1/M1P2

    7(14)

    5(10)

    M1P2/M1P2
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    1(2)

    2(2)

    M1P1/M2P1

    10(20)

    9(18)

    M1P1/M2P2

    8(16)

    8(16)

    M1P2/M2P2
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    2(4)

    2(4)

    M2P1/M2P1

    3(6)

    1(2)

    M2P1/M2P2

    1(2)

    1(2)

    M2P2/M2P2
, 百拇医药
    0(0)

    2(4)

    与A组比较,*:P<0.01.

    B组中具有S1M2单倍型的个体占36%,具有S1P2单倍型个体占44%,A组中具有S1M2单倍型和S1P2单倍型的个体占6%和12%,二者比较差异有显著性(P<0.01)。

    2.4 正常人与冠心病患者ApoAI-CⅢ3种多态性酶切位点(MspI,SstI和PstI)单倍型频率分析(表2)

    表2 正常人与冠心病患者ApoAI-CⅢ基因区域三种限制性内切酶片段的单倍型及频率(n,%) 单倍型表现型
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    A组(n=50)

    B组(n=50)

    M1P1S1

    14(28)

    7(14)

    M1P1S2

    6(12)

    13(26)

    M1P2S1

    1(2)
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    2(4)

    M1P2S2

    1(2)

    1(2)

    M2P1S1

    10(20)

    17(34)*

    M2P1S2

    15(30)

    8(16)
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    M2P2S1

    2(4)

    1(2)

    M2P2S2

    1(2)

    1(2)

    与A组比较,*:P<0.05.

    B组中具有M2P1S1单倍型的频率为0.34;而在A组中只占0.2,两组差异有显著性(P<0.05)。

    3 讨 论
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    冠心病的发病是多因素的,但确切的发病机理迄今尚未阐明。近年来,一些研究人员从事研究载脂蛋白基因的多态性与冠心病之间的关系。Vavatsi等研究发现,ApoAI-CⅢ-AIV基因中P2等位基因频率的增高与冠心病有关[1];但青宏等研究证实,S2等位基因的相对频率随着冠状动脉病变支数的增多而增高[2]。笔者的结果也证实,中国汉族人ApoAI-CⅢ基因区域也存在有PstI、MspI和SstI多态位点。所得到的突变型等位基因P2、M2和S2频率与白种人比较,这些等位基因并不罕见[3~5],说明确实存在种族差异。经χ2检验,两组人群的三种内切酶组成的各种基因型分布符合遗传平衡规律。三种内切酶的突变型等位基因分析,只有P2等位基因在正常人中与甘油三酯水平有关。是否P2等位基因在正常人中有决定甘油三酯水平的作用,这一点需要进一步研究。
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    笔者所见的四种等位基因的单倍型连锁分析未发现有S2M1单倍型的存在,与文献报道一致[6]。S1、S2、M1、M2、P1、P2 等位基因之间处于连锁不平衡状态,d值分别为:0.1364,0.0156和0.0506。笔者观察到,三种单倍型S1S2、S1P2、M2P1S1在冠心病人中的频率高于正常人,其差异在统计学上有显著性。

    有关ApoAI-CⅢ基于区域限制性片段长度多态性(RFLPs)及单倍型频率的升高与冠心病之间的内在联系机制还不十分明了。有人认为S2等位基因的出现,说明这一基因区域的DNA顺序发生了改变,影响了CⅢ基因的调节[7]。笔者认为,冠心病的发生是基因因素和环境因素综合作用的缘故,可能的原因是:基因的突变导致基因的异常表达,使载脂蛋白的结构、含量和功能发生改变。在此基础上,加上如高脂饮食、吸烟、糖尿病等不良环境因素,引起脂类代谢异常,从而导致动脉粥样硬化,发生冠心病。
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    很明显,SstI多态位点可作为冠心病的易患性基因标志,单一的MspI和PstI位点则不能,但单倍型S1M2、S1P2和M2P1S1仍可考虑作为这种疾病的易患性基因标志。

    基金项目:国家自然科学基金资助项目(3880412)

    作者简介:翁国路(1964~),男,主治医师,医学硕士.

    参考文献:

    [1]Vavatsi NA,Kouidou SA,Geleris PN,et al.Increased frequency of the rare PstI allele(PZ) in Z population of CAD patients in northern Greece [J].Clin Genet,1995,47(1):22~26.
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    [2]但青宏,黄元伟,彭章平,等.冠心病的载脂蛋白的AI-CⅢ-AIV基因族多态性分析[J].中华医学杂志,1995,75(10):584~587.

    [3]Ordovas JM,Schaefer EF,Salem D,et al.Apolipoprotein AI gene polymorphism associated with premature coronary artery disease and familial hypoalphalipoproteinemia[J].N Engl J Med,1986,314(11):671~677.

    [4]Kessling A.Study of DNA polymorphisms around the human apolipoprotein AI gene in hyperlipidemic and normal individuals[J].Clin Genet,1985,28:296~306.
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    [5]Ferns GA,Galton DJ.Haplotypes of human apoprotein AI-CⅢ-AIV gene cluster in cornary atherosclerosis[J].Hum Genet,1986,73:245~249.

    [6]Rees A.Haplotypes identified by DNA polymorpisms at the apolipoprotein AI and C-Ⅲ-AV gene cluster[J].Hum Genet,1986,72:168~171.

    [7]Ress.Deoxyribonucleic acid polymorphisms in the apolipoprotein AI-CⅢ gene cluster association with hypertriglyceridemia[J].J Clin Invert,1985,76:1090~1095.

    收稿日期:2000-02-25, http://www.100md.com