阿爾茨海默病與CYP19基因、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶基因多態(tài)性的相關(guān)性分析.pdf

1、阿爾茨海默病（Alzheimer!s disease，AD）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)一種常見的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，是導(dǎo)致老年前期和老年期癡呆的主要原因，臨床主要表現(xiàn)為進(jìn)行性記憶力減退、認(rèn)知功能障礙、人格改變及語言障礙等神經(jīng)精神癥狀為特征。1906-1907年間由德國神經(jīng)科醫(yī)生Alois Alzheimer首先發(fā)現(xiàn)。目前，全球約有2000～3000萬AD患者。歐美國家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，65歲以上老年人的癡呆患病率為3.0%～5.0%，其中半數(shù)以上為

2、AD。在美國，AD已經(jīng)成為繼心血管疾病、腫瘤和腦卒中之后的第4位死亡原因。國內(nèi)的AD發(fā)病情況與國外類似，病例數(shù)已達(dá)10萬。據(jù)報(bào)道我國60歲以上人群癡呆患病率為0.75%-4.69%。隨著世界人口日趨老齡化，AD已成為當(dāng)今老年醫(yī)學(xué)面臨的最為嚴(yán)峻的課題之一。 由于AD的病因和發(fā)病機(jī)理至今尚不明確，一般認(rèn)為AD是復(fù)雜的異質(zhì)性疾病，多種因素可能參與致病，如遺傳因素、神經(jīng)遞質(zhì)、免疫因素和環(huán)境因素等。因此，當(dāng)機(jī)體存在某些遺傳缺陷時(shí)，如與毒物

3、代謝有關(guān)的酶體系和具有中樞保護(hù)作用的雌激素的合成關(guān)鍵酶的遺傳缺陷，可引起毒素在體內(nèi)的蓄積，對神經(jīng)系統(tǒng)造成慢性破壞。外源性化學(xué)物質(zhì)體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化過程的復(fù)雜性有賴于多種酶的共同作用及相互間的活性平衡。 外源性化學(xué)物質(zhì)的體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化是依靠毒物代謝酶來完成，Ⅰ相酶（如細(xì)胞色素P450）通過氧化、還原和水解作用，改變化學(xué)物質(zhì)所具有的功能基因或使其分解，Ⅱ相酶（如谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶，N-乙?；D(zhuǎn)移酶）催化外源性化學(xué)物質(zhì)與某些強(qiáng)極性集團(tuán)（如甲

4、基，乙?；┌l(fā)生結(jié)合反應(yīng)，從而使極性或水溶性增強(qiáng)，有利于隨尿或膽汁排出。其轉(zhuǎn)化過程的復(fù)雜性有賴于多種代謝酶的共同作用及它們的活性平衡。 谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（Glutathione S-transferase，GST）屬于Ⅱ相代謝酶，是體內(nèi)重要的解毒酶系，它催化親電子化合物與還原型谷胱甘肽的結(jié)合反應(yīng)，使前者功能失活，通過尿液或膽汁排出體外，在代謝環(huán)境致癌物和化療藥物中有重要作用。GSTs是一組具有解毒功能的蛋白超基因家族，可分為胞

5、漿型、胞膜型、線粒體型和LTC4合成酶。幾乎在所有細(xì)胞和組織中都有表達(dá)，以肝臟、結(jié)腸和生殖腺中表達(dá)最高。已發(fā)現(xiàn)GSTM1、P1具有人群多態(tài)性。GSTs的遺傳多態(tài)性和環(huán)境因素的相互作用，共同影響著人類對某些疾病的易感性。正確理解GSTs的遺傳多態(tài)性和環(huán)境因素的關(guān)系，對于揭示其在疾病中的發(fā)病原因，提高對疾病易感患者的預(yù)測水平具有重要的意義。谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶P1（GSTP1）基因的外顯子5（Ile105→Val）存在多態(tài)性。GSTP1基因編

6、碼產(chǎn)物GSTP1酶含有210個(gè)氨基酸，有研究表明位于第105位點(diǎn)的氨基酸序列對于蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能十分重要，該位點(diǎn)氨基酸的替代改變了氨基酸的體積和疏水性，從而影響了酶的熱穩(wěn)定性。據(jù)報(bào)道GSTP1酶-Val105的熱穩(wěn)定性比GSTP1酶-Ile105的低2～3倍。隨著GSTP1基因結(jié)構(gòu)和功能研究的不斷深入，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到GSTP1等位基因編碼的酶在氧化代謝能力存在明顯差異。因此，GSTP1編碼基因的多態(tài)性可能與AD的遺傳易感性有關(guān)。

7、 研究發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后AD患者中內(nèi)源性雌激素水平明顯低于同年齡非AD患者對照組，局部形成的雌激素具有明顯的神經(jīng)營養(yǎng)及神經(jīng)保護(hù)作用。如雌激素可通過促進(jìn)神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)及上調(diào)神經(jīng)營養(yǎng)因子受體，實(shí)現(xiàn)其神經(jīng)營養(yǎng)作用。反過來，神經(jīng)營養(yǎng)因子能促進(jìn)細(xì)胞與雌激素結(jié)合，引起信號(hào)放大，從而加強(qiáng)神經(jīng)營養(yǎng)作用。雌激素有治療AD（尤其是在預(yù)防）方面的作用令人十分振奮，它的作用機(jī)制也正成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。芳香化酶是是雌激素合成的最后一步限速酶，是細(xì)胞色素P450超

8、家族中的一員，其編碼基因CYP19位于人15號(hào)染色體的長臂21區(qū)1帶，全長123Kb。研究發(fā)現(xiàn)，由芳香化酶合成的雌激素與腦發(fā)育和再生密切相關(guān)。在正常情況下，芳香化酶分布于人及其它哺乳動(dòng)物的多種組織中，例如：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞、卵巢顆粒細(xì)胞、脂肪組織及其間質(zhì)細(xì)胞、腎上腺組織中。在特定腦區(qū)，芳香化酶催化雄激素轉(zhuǎn)化為雌激素，腦局部芳香化酶的活性高低與雌激素水平相關(guān)。近年的研究表明：CYP19基因包括許多組織特異性的啟動(dòng)子介導(dǎo)CYP

9、19基因的表達(dá)，從而決定了CYP19基因表達(dá)的組織特異性模式。國內(nèi)外對芳香化酶與AD之間關(guān)系的研究較少。已發(fā)現(xiàn)CYP19具有人群多態(tài)性，因此，CYP19編碼基因的多態(tài)性可能與AD的遺傳易感性有關(guān)。 目的： 本實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谔接慍YP19基因和GSTP1基因多態(tài)性與阿爾茨海默病遺傳易感性的關(guān)系，為阿爾茨海默病的臨床診斷提供分子生物學(xué)指標(biāo)。 方法： 阿爾茨海默病病人102例血標(biāo)本來源于北京市醫(yī)院和軍隊(duì)干休所。對

10、照組血標(biāo)本來自社區(qū)健康老年人（≥65歲），MMSE評分≥28分，共121例。癡呆診斷按照ICD-10診斷標(biāo)準(zhǔn)將“可能性AD”作為研究對象，通過簡易智能量表及老年認(rèn)知功能評定量表，全部病例組均有影象學(xué)資料輔助診斷并隨訪一年以上。所有被試者抽全血2 mL，枸櫞酸鈉抗凝后采用苯酚.氯仿抽提法提取外周血白細(xì)胞基因組DNA。利用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)，應(yīng)用上游5’-TGC TAT CGT GGT TAA AAT CCA AGG-3

11、’及下游5’-TTA CCT GAG AGG CCA AGA AAA ACA-3’引物擴(kuò)增細(xì)胞色素CYP19基因MfeⅠ位點(diǎn)等位基因，應(yīng)用MfeⅠ限制性內(nèi)切酶檢測其A→T多態(tài)性；應(yīng)用上游5’-ACC CCA GGG CTC TAT GGG AA-3’及下游5’-TGA GGG CAC AAG AAG CCC CT-3’這一對引物擴(kuò)增GSTP1基因，應(yīng)用BsmAⅠ限制性內(nèi)切酶分別檢測GSTP1基因的A→G多態(tài)性。比較基因頻率和基因型運(yùn)用S

12、PSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包，采用卡方檢驗(yàn)計(jì)算阿爾茨海默病患者與正常人之間各等位基因頻率或突變頻率。 結(jié)果： CYP19基因MfeⅠ多態(tài)性與阿爾茨海默病的關(guān)系CYP19基因MfeⅠ A→T多態(tài)檢測結(jié)果顯示，在阿爾茨海默病組等位基因m1、m2的比例分別為135/204（66.2%）和69/204（33.8%），在對照組中則分別為196/242（81.0%）和46/242（19.0%），兩組比較有顯著性差異（X2=12.696

13、，P<0.05，95%CI：1.413～3.357）。CYP19基因Mfe I位點(diǎn)各種基因型分布頻率：阿爾茨海默病組m1/m1，m1/m2，m2/m2分別為45/102（44.1%）、45/102（44.1%）、12/102（11.8%），而正常對照組分別為79/121（65.3%）、38/121（31.4%）、4/121（3.3%），病例組與正常對照組之間CYP1A1基因MspⅠ位點(diǎn)各種基因型分布有顯著性差異（X2=12.384 P<

14、0.05）。 GSTP1基因多態(tài)性與阿爾茨海默病的關(guān)系等位基因M1，M2在病例組中的分布頻率分別為73.4%，26.6%；在對照組中為83.1%，16.9%，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理兩組間各等位基因頻率分布差異具有顯著性（X2=6.134 P<0.05，95%CI：1.124～2.809）。GSTP1基因BsmAⅠ位點(diǎn)各種基因型分布頻率：阿爾茨海默病組m1/m1，m1/m2，m2/m2分別為56/102（54.9%）、37/102（36.

15、3%）、9/102（8.8%），而正常對照組分別為85/121（70.2%）、31/121（25.6%）、5/121（4.1%），病例組與正常對照組之間CYP1A1基因MspⅠ位點(diǎn)各種基因型分布有顯著性差異（X2=6.062 P<0.05）。 結(jié)論： 本組資料正常健康老年人CYP19基因MfeⅠ位點(diǎn)各基因型及GSTP1基因BsmAⅠ位點(diǎn)各基因型所占的比例，與國內(nèi)報(bào)道資料正常人群的平均水平相當(dāng)。本研究發(fā)現(xiàn)（1）. CYP1