祖克拉·肉孜,伊力哈木·乃扎木,宋曼殳,多力坤·買買提玉素甫*
(1.新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,新疆 烏魯木齊830046;2.首都醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生與家庭醫(yī)學(xué)學(xué)院)
脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)是由脂肪細胞、心肌細胞、骨骼肌細胞等實質(zhì)細胞合成和分泌的一種配置甘油水解酶,可將極低密度脂蛋白和乳糜微粒的甘油三酯(TG)水解為分子量較小的脂肪酸,從而血液甘油三酯濃度降低。LPL基因全長30 kb,含有9個內(nèi)含子和10個外顯子[1],第8位內(nèi)含子的HindⅢ酶切位點的多態(tài)性使LPL基因有三種基因型。LPL是基因突變最為豐富的蛋白質(zhì)之一,其突變位點涉及外顯子、內(nèi)含子和啟動子,目前已經(jīng)證實LPL突變已達110余種。LPL基因多態(tài)性通過影響LPL活性,導(dǎo)致脂質(zhì)代謝和糖代謝紊亂,從而與高脂血癥、Ⅱ型糖尿病、高血壓、動脈硬化、肥胖及冠心病等疾病的發(fā)病風(fēng)險相關(guān)聯(lián)[2,3]。因此,研究LPL基因,對于探索這些疾病的相互關(guān)系、發(fā)病機理及其防治都具有積極的意義。近年來對LPL基因多態(tài)性研究發(fā)現(xiàn),不同種族間基因多態(tài)性的分布可能存在差異,有關(guān)LPL基因HindⅢ多態(tài)性分布在中國老年人群、白種人、日本人中差異有報道[4],但有關(guān)新疆地區(qū)塔吉克族健康人群LPL基因HindⅢ酶切位點多態(tài)性分布的研究目前尚未見研究報道。本研究分析了塔吉克族人群中LPL基因多態(tài)性的分布,為進一步研究LPL基因多態(tài)性與相關(guān)疾病發(fā)病危險性和前瞻性研究提供實驗依據(jù)。
在塔吉克族正常人群中經(jīng)過體格檢查及輔助檢查,選取塔吉克族91人(男36例,女56例)。年齡15-90歲,平均年齡為42歲。對調(diào)查對象進行詳細詢問按項目內(nèi)容逐項填寫,病史詢問主要排除高血壓病,糖尿病,心腦血管疾病,腫瘤等目前被證實與遺傳有關(guān)的疾病。
應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)等技術(shù)檢測無血緣關(guān)系的91例(男性36,女性55)塔吉克族LPL基因多態(tài)性,并結(jié)合統(tǒng)計學(xué)軟件分析其分布特點。
1.2.1 基因組DNA提取 取4℃下保存的含EDTA血樣,加入淋巴細胞提取液,進行淋巴細胞分離,具體操作按說明書進行(淋巴細胞提取液購于鼎國公司)。然后采用鹽析法從分離的淋巴細胞中提取DNA。
1.2.2 PCR 擴增 參照文獻[5]設(shè)計引物。HindⅢ上游引物:5’-TTCGCCATTCAGAAGATCAG-3’,下游引物:5’-GTGATACAAGCAAATGACTAAAG-3’;引物由上海生工合成。PCR試劑盒購于TaKaRa公司,PCR反應(yīng)體系為25μl,其中包含100ng基因組DNA,1UTaq DNA聚合酶,引物各10pmol/L,4×dNTP(10mmol/L)為2.5μl,10×PCR buffer為2.5μl,MgCl2(25mmol/L)為1.5μl,加去離子水補至終體積25μl。反應(yīng)條件:94℃4min預(yù)變性,94℃90s,52℃60s,70℃90s,循環(huán)次數(shù)40次;70℃延伸5min。PCR產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳,EB染色檢測擴增結(jié)果。
1.2.3 基因分型 PCR產(chǎn)物用HindⅢ限制性內(nèi)切酶酶切,37℃消化過夜,消化片段經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳,EB染色后,凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio-Rad Gel Dox XR)拍照并判斷酶切結(jié)果。
1.2.4 酶切產(chǎn)物電泳 取PCR擴增產(chǎn)物5μl,在1.5%的瓊脂糖凝膠中電泳,在紫外照射儀上觀察結(jié)果。
1.2.5 統(tǒng)計學(xué)分析 經(jīng)過Hardy Weinberg遺傳平衡定律檢驗各基因型頻率是否達遺傳平衡[6],具有群體代表性。利用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析,基因型分布及等位基因頻率比較用χ2檢驗。
由圖1可見,LPL基因HindⅢ位點PCR擴增片段為645bp,經(jīng)HindⅢ限制性內(nèi)切酶水解后可得三種長度的多態(tài)性片斷,H+H+基因型(645bp,無HindⅢ酶切位點);H+H-基因型(645bp,528 bp,117bp);H+H+基因型(528bp,117bp)。
圖1 脂蛋白酯酶基因HindⅢ 酶切位點多態(tài)性
由表1可知兩組人群LPL基因型及等位基因頻率經(jīng)χ2檢驗,比例符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律,具有群體代表性。男女間基因型和等位基因頻率分布均無顯著性差異(P>0.05)。
表1 塔吉克族91例健康人群LPL HindⅢRFLP分布
由表2可知:廣西人與吉林漢族人比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(基因型:χ2=0.652,P=0.722等位基因:χ2=0.639,P=0.024)。廣西壯族人與朝鮮族比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(基因型:χ2=7.786,P=0.032等位基因:χ2=8.784,P=0.003)。吉林漢族人與塔吉克族人比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(基因型:χ2=2.90,P=0.235等位基因:χ2=2.996,P=0.083)。朝鮮族與塔吉克族人比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(基因型:χ2=0.893,P=0.640等位基因:χ2=0.804,P=0.370)。
表2 不同地區(qū)(不同民族)人群LPL HindⅢ位點基因型和等位基因頻率
由表3可知:本文研究與法國,英國,印度等人群相關(guān)資料比較發(fā)現(xiàn),不同種族間以基因型和等位基因頻率均存在極顯著差異(P<0.01)[10-13]。而與美國[9],韓國人[14]比較均有顯著性差異(P<0.05)。而與丹麥[7],日本人[8]比較均無顯著性差異(P>0.05)。
表3 不同種族健康人群中LPL HindⅢ位點基因型和等位基因頻率分布的比較
隨著分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)研究的不斷深入人們已經(jīng)認識到基因的多態(tài)性可以造成某些疾病不同的易感性,對于人類基因多態(tài)性的研究可以了解各種基因的不同基因型在人群中的分布,有助于我們從基因水平更深刻的闡明各種疾病在不同種族,不同人群中存在不同發(fā)病率和不同臨床特點的內(nèi)在機制。LPL是脂質(zhì)代謝中的關(guān)鍵酶,在富含TG精蛋白代謝過程中起主要作用。其基因具有易突變性和明顯的多態(tài)性,多態(tài)性變異可能會影響LPL的含量及活性,從而影響TG代謝和血漿脂蛋白的水平[15]。HindⅢ位點在LPL基因的變異位點中比較常見,是由一個T→G堿基置換引起HindⅢ酶切位點缺失導(dǎo)致的多態(tài)性,有酶切位點定為 H+,無HindⅢ 酶切位點定為 H-,產(chǎn)生3種基因型 H+H+、H+H-、H-H-[16]。關(guān)于LPL過去幾十年的研究提高了我們對LPL結(jié)構(gòu)與功能、突變與疾病的認識。LPL基因突變與糖尿病、高血壓、肥胖、動脈硬化等都有一定的相關(guān)性。因此,基因多態(tài)性的研究是解釋多種疾病臨床表現(xiàn)多樣化的一個有力工具。而在對一些致病基因的多態(tài)性分布進行研究時,首先了解其在正常人群中的分布特點是正確分析基因多態(tài)性與疾病之間關(guān)系的前提條件。
本研究應(yīng)用PCR-RFLP方法分析了新疆地區(qū)91例健康塔吉克族人群LPL基因HindⅢ位點基因多態(tài)性的遺傳分析,并將美國[9],法國[10],英國[11,12],韓國[14],印度[13]等人群基因多態(tài)性研究結(jié)果與本研究比較發(fā)現(xiàn),基因型和等位基因頻率均存在顯著差異(P<0.01,P<0.05),而與吉林[16],廣西地區(qū)人群[17]基因型分布相似(P>0.05),以上結(jié)果符合遺傳學(xué)規(guī)律,即親緣關(guān)系越遠,其基因型分布越顯著,這可能種族和地域的差別所致。因此我們認為造成這種差異不僅是由于不同種族之間生活環(huán)境和生活習(xí)慣的不同所致,不同的基因背景也是其中不可忽視的一個重要原因。
總之,了解我國塔吉克族人群中該基因遺傳多態(tài)性的分布特點對認識一些疾病在不同種族間表現(xiàn)出來的差異具有重要意義,也為進一步的群體遺傳學(xué)的研究和基因多態(tài)性普查奠定了基礎(chǔ),并為進行疾病前瞻性研究提供了重要的基礎(chǔ)資料。
[1]Mamputu JC,Levesque L,Reiner G,Proliferative effect of lipoprotein Lipase on human vascular smooth muscle cells[J].Arterioscler Thrombi vasc Biol,2000,20(10):2212.
[2]劉 軍,趙 東,劉 靜,等.基因多態(tài)性對血漿脂蛋白脂肪酶濃度及甘油三酯水平的影響[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2005,85(19):1339.
[3]蔡 莉,蘇 萌,綜述張波,蘇宜香,審校等.脂蛋白脂酶基因多態(tài)性與血脂關(guān)系的研究進展[J].國外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊,2008,4(35):210.
[4]劉艷環(huán),趙 輩,張 勇,等.脂蛋白酯酶基因多態(tài)性與老年人群血脂關(guān)系的研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2003,22,(4):368.
[5]張秋萍,劉秉文,劉 宇,等.中國人內(nèi)源性高甘油三酯血癥患者脂蛋白脂酶及肝脂酶常見基因變異的研究[J].中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,1997,14(5):289.
[6]梁 景,青 暢,守 鵬,等.太原漢族人群Human LPL基因座的遺傳多態(tài)性研究[J].山西醫(yī)藥雜志,2005,12(34):1121.
[7]Gerdes C.Gerds L U,Hansen P S,et al.polymorphisms in Lipoprotein lipase gene and the association with plasma lipid concentrations in 40-year-old Danish men[J].circulation,1995,92(7):1765.
[8]Shimon-Nakanishi Y,Urabe T,Hattori N,et al.Polymorphism of the lipoprotein lipase gene and risk of at hero thrombotic cerebral infraction in the Japanese[J].Stroke,2001,32(7):1481.
[9]Stocks J,Thorn J A,Galton D J.lipoprotein lipase genotypes for a common premature termination codon mutation detected by PCR-mediated site-directed mutagenesis and restriction digestion[J].J Lipid Res,1992,33:853.
[10]Thorn JA,Chamberlain JC,Alcol ado JC,et al.lipoprotein and hepatic lipase gene variants in coronary atherosclerosis[J].Atherosclerosis,1990,85:55.
[11]Anjana Munshi,Sai Babu,et al.association of LPL gene variant and LDL,HDL,VLDL cholesterol and triglyceride levels with ischemic stroke and its subtypes[J].Journal of the Neurological sciences,2012,318:51.
[12]Larson I,Hoffmann M ,Ordovas J M,et al.the lipoprotein lipase HindⅢpolymorphism association with total cholesterol and LDL-c,but not with HDL and triglycerides in 342females[J].Clin Chem,1999,45(7):963.
[13]JemmaR,F(xiàn)ume Ron F,Poirier O,et al.lipoprotein lipase gene polymorphisms:association with myocardial infarction and lipoprotein levels the ECTIM study [J].J Lipid Res,1995,36,2 141.
[14]Jinsik Park,Inho Chae,Hyosoo Kim,et al。Association of Lipoprotein Lipase Gene Polymorphism and Coronary Artery Disease in Korean[J].Korean Circulation J,1999,29(7):663.
[15]朱麗文,齊 智,張震濤,等.北京市西城區(qū)中老年人群脂蛋白脂酶基因多態(tài)性與高脂血癥關(guān)系的研究[J].中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2002,19(4):361.
[16]安仙泉,任立參,王 珂,等.吉林省地區(qū)朝鮮族和漢族健康人群LPL基因HindⅢ 酶切位點多態(tài)性分布的研究[J].中國實驗診斷學(xué),2010,10(14):1582.
[17]林惠瓊,李呂力,劉曉春,等.脂蛋白脂酶HindⅢ基因多態(tài)性與腦出血的關(guān)系[J].廣西醫(yī)學(xué),2006,28(12):1860.