翟振道 邢旭東 秦浩 季祥武
對(duì)氧磷酶(paraoxonase,PON)是由肝臟合成的一類與高密度脂蛋白(HDL)結(jié)合的芳香酯酶。PON合成后即與肝臟合成的apoA結(jié)合,參與HDL的形成并釋放入血。PON還能部分水解脂質(zhì)過氧化物,保護(hù)低密度脂蛋白(LDL)免受氧化修飾,減少氧化型脂質(zhì)積聚[1]。國內(nèi)外對(duì)Pon1Q192R基因多態(tài)性與冠心病的相關(guān)性研究結(jié)果不一,本研究通過對(duì)基因型分布及危險(xiǎn)因素(血糖、血脂、血壓)在不同基因型QQ、QR、RR之間的影響性進(jìn)行分析,給冠心病發(fā)病機(jī)制提供部分參考依據(jù)。
1.1 調(diào)查對(duì)象 隨機(jī)選擇2004年4月至2005年12月在濰坊市人民醫(yī)院心內(nèi)科冠心病患者128例,男80例,女48例,年齡36~82歲,平均(65.25±9.83)歲,其中心肌梗塞69例,72例經(jīng)冠脈造影確診。病例符合2004年世界衛(wèi)生組織(WHO)關(guān)于缺血性心臟病的命名和診斷標(biāo)準(zhǔn),冠心病組病例均有心梗病史或經(jīng)冠狀動(dòng)脈(冠脈)造影確診,冠脈造影時(shí),各主要分支存在>70%狹窄定義為有意義病變。隨機(jī)選擇同時(shí)期健康查體者110例,男66例,女44例,年齡31~87歲,平均(63.52±7.91)歲,作為對(duì)照組。對(duì)照組和冠心病組年齡、性別構(gòu)成差異無顯著性(P>0.05),經(jīng)詳細(xì)的詢問病史和體格檢查,心電圖、血常規(guī)、血生化檢查,簡化OGTT試驗(yàn),排除冠心病、糖尿病、高血壓患者。所有調(diào)查個(gè)體間無血緣關(guān)系。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 血液基因組DNA的分離及PCR擴(kuò)增 按Erlich微量DNA全血提取法提取基因組DNA;抽取空腹12~14 h靜脈血0.5 ml(EDTA抗凝),加0.5 ml裂解液,離心2 min(15000r/min),棄上清。加裂解液0.75 ml,重復(fù)上述操作2次。加入A 緩沖液 0.5 ml,3 μl蛋白酶 K(1mg/ml),55℃ 水浴 2 h,100℃煮10 min后,于-20℃保存?zhèn)溆?。PCR引物序列為上游5'-TATTGTTGCTGTGGGACC-TGAG-3',下 游 5'-CACGCTAAACCCAAATAC-ATCTC-3'。PCR 反應(yīng)系統(tǒng)總體積為 30 μl,含 0.5μmol/L 引物,1.5 mmol/L MgCl2,200 μmol/L dNTP,0.2 ug DNA模板,2.0 UTaqDNA聚合酶,加礦物油復(fù)蓋后,95℃變性 5 min 后,94℃ 1 min,61℃ 1 min,72℃ 1 min,進(jìn)行35個(gè)循環(huán)后,72℃保溫7 min結(jié)束反應(yīng)。以2%瓊脂糖凝膠電泳檢查PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。
1.2.2 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的消化及電泳 取10 μl PCR擴(kuò)增產(chǎn)物,加5U限制性內(nèi)切酶Alw(NewEngland Biolabs),37℃消化3 h,取消化產(chǎn)物加入3%低熔點(diǎn)瓊脂糖凝膠板,在TBE緩沖液中電泳40 min。溴乙錠染色20 min,紫外光下拍照。
1.2.3 血脂血糖的檢測(cè) 晨起空腹12 h取靜脈2 ml血,應(yīng)用CX-9生化分析儀檢測(cè)血脂、血糖,血脂檢測(cè)包括TC、TG、HDL、LDL,單位mmol/l。正常對(duì)照組加做簡化OGTT試驗(yàn)。以上試劑盒均由北京利德曼生化技術(shù)有限公司提供。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 對(duì)所有數(shù)據(jù)采用SAS 8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,其中計(jì)量資料采用t檢驗(yàn)(或t’檢驗(yàn)),計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。
2.1 冠心病組與對(duì)照組的臨床資料情況見表1。
表1 冠心病組與對(duì)照組的臨床資料比較(x±s)
由表1可見:兩組男女比例,年齡無顯著性差異(P>0.05),舒張壓、BMI、膽固醇、LDL兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。冠心病組的收縮壓、三酰甘油、BS均明顯大于對(duì)照組,而HDL低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
2.2 病例組與對(duì)照組基因型分布及等位基因頻率比較見表2。
表2 病例組與對(duì)照組基因型分布及等位基因頻率
等位基因頻率[2]=(2×純合子數(shù)+雜合子數(shù))/2÷受檢人數(shù)
經(jīng)計(jì)算,正常對(duì)照組與冠心病組的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡。冠心病組與對(duì)照組比較χ2=1.6686,自由度=2,P=0.4342,基因型分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,等位基因頻率也差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.3717)。
2.3 PON1基因型與冠心病經(jīng)典危險(xiǎn)因素的分布見表3。
表3 PON1基因型與冠心病經(jīng)典危險(xiǎn)因素的分布
由上表可見:冠心病患者不同的PON1基因型與傳統(tǒng)的冠心病危險(xiǎn)因素比較,除吸煙外差異均無顯著性(均P>0.05)吸煙對(duì)含R基因的人群患冠心病具有更高的易感性。
2.4 限制性內(nèi)切酶Alw 消化PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果PCR產(chǎn)物經(jīng)限制性內(nèi)切酶Alw消化后,當(dāng)該位點(diǎn)二等位基因均為純合子Q/Q時(shí),PCR產(chǎn)物不被酶切,顯示99bp一條帶;當(dāng)該位點(diǎn)二等位基因均為純合子R/R時(shí),PCR產(chǎn)物均被酶切,產(chǎn)生31bp和68bp兩條帶;當(dāng)該位點(diǎn)二等位基因?yàn)殡s合子Q/R時(shí),則顯示31bp、68bp和99bp三條帶。結(jié)果見圖1。
圖1 PON1基因Q/R多態(tài)性分析電泳結(jié)果
由圖1可見:PON1基因有99bp(Q)和68 bp+31bp(R)兩個(gè)基因片斷,三種基因型:QQ、QR和RR型。
PON1是由355個(gè)氨基酸組成,相對(duì)分子質(zhì)量為43~45×104的編碼蛋白[3],含有3個(gè)半胱氨酸殘基,只有284位的殘基含有自由巰基組,是人類惟一與HDL結(jié)合的酶和血漿中惟一被發(fā)現(xiàn)的同工酶,因此,對(duì)它的研究比較廣泛。與其它的分泌蛋白比較,PON1的獨(dú)特特征是保留了N末端的疏水信號(hào)引導(dǎo)序列,能水解有機(jī)磷底物和對(duì)氧磷,個(gè)體間PON1抗對(duì)氧磷的酶活性相差10~40倍。
Sanghera等[4]研究認(rèn)為,結(jié)合在HDL-C上的PON蛋白能將脂質(zhì)過氧化物水解成乙醇和羧酸,PON與HDL-C上的另一種酶即血小板活性因子-乙酰水解酶(PAF-AH)協(xié)同作用,可使HDL發(fā)揮抑制LDL-C氧化修飾作用。LDL-C的氧化在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病中起重要作用,純化的人血清PON能減少LDL-C的氧化,降低體內(nèi)OX-LDL水平,降低脂質(zhì)過氧化物在血管壁的積累,從而起到了預(yù)防動(dòng)脈壁粥樣硬化的發(fā)生或減緩其進(jìn)程的作用,這可能是PON預(yù)防動(dòng)脈硬化形成的機(jī)制。
自從PCR技術(shù)應(yīng)用來,PON1192Q/R研究成果較多。對(duì)280例西班牙心肌梗死(MI)患者研究顯示MI患者的血清PON1活性較對(duì)照組明顯下降(216 U/L對(duì)比226 U/L),PON1活性隨著年齡增加而下降[5]。有些研究未發(fā)現(xiàn)PON1基因多態(tài)性與冠心病有關(guān)。而是與PON1活性有關(guān)[6]。國外研究也有研究顯示PON1基因的Q192R多態(tài)性與CHD嚴(yán)重性、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展程度、血脂水平和降血脂藥物治療效果相關(guān)[7]。目前更多的研究PON1活性是冠心病的預(yù)測(cè)因素[8]。PON1活性及生物作用-抗氧化作用的水平?jīng)Q定了冠心病的程度[9]。
冠心病是多因素引起的疾病,在分析時(shí)只針對(duì)一個(gè)因素而在其他因素不均等的條件下分析,得出的結(jié)果是不可靠的。本研究設(shè)計(jì)是在正常對(duì)照組中測(cè)出各基因型,同時(shí)在隨機(jī)的冠心病(心肌梗塞或冠脈造影明顯狹窄>70%)的病例組中測(cè)得各基因型和基因頻數(shù)的比例,通過統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
本研究顯示,任何一種基因型都是在外界致病危險(xiǎn)因素的作用下起作用的,任何一種基因型在沒有肥胖、血壓、血糖、血脂異常情況下就不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化,在作用機(jī)制未明確的情況下,某些基因型最多只能說明是易患因素。PON1的作用是確定的,但它的生化作用機(jī)制不清,需進(jìn)一步明確。本研究結(jié)果與以往報(bào)道有所不同,可能是與以往認(rèn)為有關(guān)的結(jié)果是由于選擇研究對(duì)象的偏差和小樣本作用的結(jié)果[10]。這也顯示著,象糖尿病,家族性高脂血癥等在基因多態(tài)性并發(fā)CHD的高危方面起到了很大的作用。
[1]Kitchen B J,Master C J,Winzor D J.Effects of lipid removal on the molecular size and kinetic properties of bovine plasma arylestesterase.Bioc he m,1973,135:93-99.
[2]杜傳書.醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)基礎(chǔ).人民衛(wèi)生出版社,1995.
[3]Mackness M I,Mackkness B,Durrington P N.Paraoxonase and coronary heart disease.Atheroscler Suppl,2002,3(4):4955.
[4]Mackness M I,Mackness B,Durington P N,et al.Paraoxonase and coronary heart disease.CurrOpinLipidol,1998,9(4):319.
[5]Ilia Leview,Alberto Righetti,Richard W,James,et al.Paraoxonase promoter polymorphisms T(-107)C and relative paraoxonase deficiency as determinants of risk of coronary heart disease.Mol Med,2001,79:457-463.
[6]Sagmez B,Demirsoy E,Yagan N,et al.Frequency of paraoxonose 192/55 Polymorphism in an Iranian population.Toxicol Environ Health A,2007,70(13):1125-1129.
[7]Shih D M,Gul,Xia Y R,et al.Micelacking serum paraoxonase are susceptible to orangnohosphatet oxicity and atherosclerosis.Nature,1998,394:284-287.
[8]Twakura A,Shastry S,Luedemann C,et al.TagSNP analyses of the Pon gene cluster.Effects on Pon1 activity.LDL.Oxidative J lipid.Res,2006 May,47(5):1014-1024.
[9]Siner R,Dotyc I.The correlation of paraoxonose(Pon1)activity with lipid and lipoprotein levels differs with vascular disease status.J lipid.Res,2005,46(9):1888-1895.
[10]Colhoun H M,McKeigue P M,Davey Smith G.Problems.of reporting genetic associations with complex outcomes:can we avoid being swamped by spurious findings.Lancet,2003,361:865-872.