付林堯，熊 清 綜述，杜衍捷，易宣孜，金醒昉 審校

(昆明醫(yī)科大學附屬延安醫(yī)院老年病科，昆明 650000)

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熱休克蛋白70基因多態(tài)性與疾病易感性的研究進展

付林堯，熊 清 綜述，杜衍捷，易宣孜，金醒昉△審校

(昆明醫(yī)科大學附屬延安醫(yī)院老年病科，昆明 650000)

熱休克蛋白70;基因多態(tài)性；易感性；綜述

原核和真核生物在受到理化因素如缺氧缺血、高溫、毒物、及某些重金屬刺激后,產生熱應激蛋白基因的啟動,誘導合成一組有保護作用的蛋白質,能使細胞或生物從各種應激中恢復以及保護它們免遭應激因素損害，稱此類蛋白為熱休克蛋白(heat shock proteins，HSPs)。HSPs在機體應激損傷的恢復中起著至關重要的作用，根據(jù)其大概的相對分子質量主要分為6個家族，如 HSP100(100×103～110×103)、HSP90(83×103～90×103)、HSP70(66×103～78×103)、HSP60、HSP40及小HSP(<40×103)家族[1]。而HSPs 作為一個多基因家族,在其漫長的進化過程中本來就存在著遺傳和突變，有研究發(fā)現(xiàn)HSPs的基因多態(tài)性與許多疾病的發(fā)生有關聯(lián)。近年來HSP70基因多態(tài)性的研究較多，很多研究都表明它與某些疾病的易感性有關，本文主要綜述了近年來關于HSP70的基因多態(tài)性與某些疾病相關性的研究概況。

1 HSP70基因家族

HSP70家族是HSPs中最為保守和研究最多的應激蛋白，對溫度和應激條件最為敏感,且功能最為重要。機體或細胞受到應激刺激時，HSP70的合成明顯增加，能夠使機體或細胞受損減輕和恢復加快。HSP70作為許多結構和功能蛋白質的“分子伴侶”，在促進新生多肽鏈的正確折疊、轉運和組裝以及變性蛋白質的修復、清除中起到了調節(jié)蛋白質活性和功能的作用。在正常情況下，HSP70只位于細胞質內；當細胞受到應激刺激時,細胞核、胞質內HSP70 迅速增加；當細胞處于恢復階段時,細胞核內的HSP70消失,細胞質內仍有低水平HSP70表達。

表1 人熱休克家族主要成員[2]

依據(jù)劃分標準的不同，對HSP70的分類也不盡相同，按照其功能和表達位置的不同可主要分為4種：(1)HSP72(誘導型HSP70),通常在正常細胞中不表達或表達較少，但在熱應激或者是其他應激原的誘導下，表達迅速的增加；(2)HSP73(結構型HSP70),又稱為熱應激同源蛋白70[HSC70(HSPA8)],在所有細胞中均能表達，含量較高，應激時可略增加；(3)GRP78(葡萄糖調節(jié)蛋白78)，存在于內質網(wǎng)腔中；(4)GRP75,主要存在于線粒體中。

按照基因編碼的位置不同可主要分為HSP70-1(HSPA1A)，HSP70-2(HSPA1B)，HSP70-hom(HSPA1L),三者均無內含子，基因編碼均位于6號染色體短臂上，主要組織相容性復合體Ⅲ區(qū)域內。HSP70-1 或HSP70-2 基因編碼區(qū)十分相似,僅3′非翻譯區(qū)略有不同。HSP70-Hom 表達產物與HSP70-1 或HSP70-2 基因產物序列90%相同，在表達調控上有差異，HSP70-1結構性低水平表達可以被誘導；HSP70-2僅在誘導后表達；HSP70-hom在正常和應激狀態(tài)均可表達，但正常情況下表達水平較低。

2 HSP70基因多態(tài)性

HSP70的基因多態(tài)性主要表現(xiàn)在其相應基因位點上，各顯性基因位點上等位基因的差異造成HSP70的表達的不同，很多研究表明HSP70基因位點的多態(tài)性與某些疾病或機體再次應激的易感性有關[2]，HSP70-1基因主要在110(A/C)、120(T/C)、190(G/C)和438(C/T)位點存在多態(tài)性，HSP70-2基因主要在145(A/G)、1267(A/G)、2074(G/C)和2257(G/C)位點存在多態(tài)性，HSP70-hom基因主要在1097、2437(T/C)、2180(G/A)和2763(G/A)位點存在多態(tài)性[3]。

3 HSP70多態(tài)性與疾病發(fā)生的相關性

在同一環(huán)境因素變化下，一些人反應強烈，出現(xiàn)患病，甚至死亡。然而有些人確對這一變化毫無反應，這就說明不同的個體對于外界環(huán)境中有害因素的易感性存在差異，這也決定了不同個體對于疾病的易感性明顯不同。導致個人對于疾病的易感性的不同一般是由相應基因位點突變引起的，即單核苷酸多態(tài)性(SNP),這一基因被稱為易感基因。HSP70是作為一種應激性蛋白，對應激因素的反應較為敏感，會因為應激反應的刺激而表達明顯增加。研究發(fā)現(xiàn)HSP70基因位點多態(tài)性與多種疾病相關聯(lián)，目前研究得較多的與HSP70多態(tài)相關的疾病有缺血性腦梗死、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、2型糖尿病、消化道潰瘍、肺癌、職業(yè)病等。

3.1 缺血性腦卒中 缺血性腦卒中是指局部腦組織因血液循環(huán)障礙，缺血、缺氧而發(fā)生的軟化壞死。研究顯示，HSP70蛋白水平的動態(tài)變化與缺血性腦梗死及其病情的輕重密切相關。有研究發(fā)現(xiàn)[4]，HSP70-1(190G/C)位點基因型分布在缺血性腦卒中患者和健康人中有明顯差異，特別是缺血性腦卒中患者中CC、GC基因型出現(xiàn)的頻率要明顯高于健康對照組，說明HSP70-1(190G/C)位點基因多態(tài)性與缺血性腦卒中密切相關，CC、GC基因型會加大患缺血性腦卒中的風險。Wei等[5]發(fā)現(xiàn)，HSP70-1(190G/C)位點GC基因型在腦梗死組中明顯升高，說明攜帶GC基因型的個體發(fā)生腦梗死的風險明顯較高。雖然二者都是研究的同一基因同一位點的單核苷酸多態(tài)性，但結果卻出現(xiàn)差異，這可能與研究的例數(shù)較少、人群不同有關，需要大樣本研究來進一步的證實，究竟是HSP70-1(190G/C)位點的哪一等位基因與腦梗死的關聯(lián)更為密切。何燕等[6]研究顯示與健康組比較，腦梗死組HSP70-hom TT基因型及T等位基因明顯升高，分別達到70.48%和82.38%。攜帶T等位基因人群發(fā)生腦梗死的風險是C等位基因的2.121倍，TT基因型人群發(fā)生腦梗死的風險明顯升高。說明HSP70-hom(2437T/C)位點TT基因型及T等位基因與腦梗死的發(fā)生有密切關系，下一步筆者將通過體外細胞試驗和動物實驗來進一步驗證HSP70-hom+2437位點在腦梗死的發(fā)生、發(fā)展中的作用，觀察T、C兩種等位基因中哪種等位基因對腦梗死的神經元凋亡有保護作用以及該作用的具體機制。

3.2 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(CHD) CHD是威脅人類健康的常見疾病，發(fā)展中國家的CHD患者近年來逐漸增多[7]。Hrira等[8]研究表明，HSP70-2(1267A/G)位點G等位基因在慢性冠狀動脈疾病(CAD)患者中出現(xiàn)的頻率明顯增高，與健康對照組相比GG基因型在CAD患者中有更高的分布率；Mardan等[9]通過對628例CAD患者的HSP70-2(1267A/G)位點研究發(fā)現(xiàn)，HSP70-2(1267A/G)位點G等位基因在血管造影陽性和血管造影陰性的CAD患者中出現(xiàn)頻率均明顯高于對照組，均說明HSP70-2(1267A/G)位點G等位基因攜帶者對CAD具有隱性易感性，并可能增加患CAD的風險。吳韋等[10]通過CHD組與對照組對比檢測HSP70基因多態(tài)性發(fā)現(xiàn)：HSP70-1(+190G/C)多態(tài)性與CHD危險性有關聯(lián),其中HSP70-1(190G/C)位點(GC+CC)基因型、C等位基因是CHD的獨立危險因素；Dulin等[11]通過研究體循環(huán)中粒細胞內HSP70-1與動脈粥樣硬化風險發(fā)現(xiàn)，攜帶HSP70-1(-110A/C和190G/C)CC基因型的患者比其他基因型的粒細胞內HSP70-1水平低，介于粒細胞內HSP70-1抗動脈粥樣硬化的功能,血清中HSP70的濃度則可作為一項檢測動脈粥樣硬化的生物指標,用于預防CAD的發(fā)生。

3.3 2型糖尿病 據(jù)中華醫(yī)學會糖尿病學分會流行病學調查顯示:目前我國城鎮(zhèn)人口中,糖尿病患者約有4 100萬人,人口老齡化和生活方式的改變使我國糖尿病患病率呈明顯上升趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病腎臟病變和健康人HSP70-1、HSP70-2基因型分布明顯不同，HSP70-1(-110A/C)和HSP70-1(190A/C)位點CC基因型在糖尿病腎病患者中出現(xiàn)的頻率要比健康對照組更加頻繁。HSP70-2(1267A/G)位點GG基因型及G等位基因與糖尿病腎病密切相關，G等位基因的OR值達到4.7[12]。Umapathy等[13]發(fā)現(xiàn)，HSP70-2(1538A/G)位點GG基因型、HSP70-hom(2437C/T)位點TT基因型頻率在2型糖尿病患者和健康人的分布有明顯差異，HSP70-2(1538A/G)位點G等位基因、HSP70-hom(2437C/T)位點T等位基因的分布頻率明顯高于健康人，說明HSP70-1(-110A/C、190A/C)位點C等位基因、HSP70-2(1267A/G、1538A/G)位點G等位基因、HSP70-hom(2437C/T)位點T等位基因均有增加糖尿病腎病的風險的趨勢。

3.4 消化性潰瘍 近期研究發(fā)現(xiàn)壓力和抑郁等心理應激與消化系統(tǒng)疾病密切相關，心理應激會增加消化系統(tǒng)疾病的風險[14]，HSP70蛋白作為一種應激蛋白，與消化性潰瘍有密切聯(lián)系。Ferrer等[15]發(fā)現(xiàn)HSP70-2(1267A/G)位點 AG基因型與GG基因型相比更容易導致十二指腸潰瘍的風險增加。Ghorbani等[16-18]對消化性潰瘍、幽門螺旋桿菌感染者、健康人各50名，進行活檢組織DNA提取是發(fā)現(xiàn)HSP70-2(1267A/G)位點的AA/AG/GG基因型分布分別為10%、88%、2%；10%、86%、4%；40%、52%、8%，說明HSP70-2(1267A/G)位點基因多態(tài)性與消化性潰瘍和幽門螺旋桿菌的感染密切相關，AG基因型會增加消化性潰瘍的風險，該位點與幽門螺旋桿菌的相關性可能是導致消化性潰瘍易感性的主要原因，HSP70-2(1267A/G)位點可以作為消化性潰瘍易感性的遺傳學標記物。

3.5 肺癌 在我國肺癌的發(fā)病率及病死率已居所有惡性腫瘤之首，其中男性發(fā)病率和病死率居第一位，女性發(fā)病率居第二位，病死率居第一位[19]。有學者[20]對159例肺癌患者做病例對照研究時發(fā)現(xiàn)，肺癌患者HSP70-1(190G/C)位點G、C等位基因頻率在兩組之間的分布具有明顯差異，差異均有統(tǒng)計學意義。同時，CC基因型的個體患肺癌的風險是GG基因型的2.30倍，純合子CC基因型可能會加大患肺癌的風險，并且能影響其HSP70的轉錄和蛋白表達。通過對43例晚期轉移性小細胞肺癌的HSP72的表達研究發(fā)現(xiàn)，HSP70-2(1267A/G)位點具有多態(tài)性，GG基因型攜帶者細胞中HSP70的表達較攜帶AA或AG基因型的患者明顯減少，并且攜帶GG基因型的患者較A等位基因攜帶者生存率低。HSP70 GG基因型與小細胞肺癌患者細胞中HSP72表達減少密切相關，也是小細胞肺癌患者預后的消極因素[21]。王玉珍等[22]研究發(fā)現(xiàn)HSP70-hom(2437C/T)位點各基因型和等位基因頻率分布在肺癌病例組和對照組之間,差異均有統(tǒng)計學意義。非TT基因型攜帶者患肺鱗癌危險性是TT基因型攜帶者的2.17倍，說明HSP70-hom 2437位點基因多態(tài)性與肺鱗癌的發(fā)生具有相關性。以上研究都說明HSP70的基因多態(tài)性與肺癌的形成有著密切的聯(lián)系，HSP70基因位點多態(tài)性可能會為肺癌的風險和預后提供有效的生物學指標，但是肺癌的發(fā)生機制與HSP70關系還需要進一步研究和驗證，為肺癌的預防和治療提供新的依據(jù)。

3.6 職業(yè)病 當機體受到環(huán)境的刺激時就會產生熱休克蛋白對機體、細胞進行保護，如高原病的缺氧，煤工、礦工工作環(huán)境中的粉塵都會促進熱休克蛋白的產生增加，從而減輕外界環(huán)境刺激對機體的傷害。周舫等[23]將煤礦工人中病例組與對照組進行對比發(fā)現(xiàn)，病例組HSP70-1(190G/C)位點CC基因型的頻率明顯高于對照組，CC基因型個體發(fā)生煤工塵肺的風險是GG基因型個體的2.36 倍，HSP70-1(190G/C)位點CC基因型可能是煤工塵肺的一個易感基因型，有該基因型的工人患煤工塵肺的概率更大。Zhang等[24]通過對225例煤工塵肺(CWP)患者及294例健康人的HSP70-1(190G/C)、HSP70-2(1267A/G)、HSP70-hom(2347T/C)位點基因單核苷酸多態(tài)性做評估時發(fā)現(xiàn)，這些基因的多態(tài)性與CWP的風險有關，在不同種類的CWP患者中HSP70-2(1267A/G)位點G等位基因有明顯差異，在CWP患者和對照組中，HSP70-hom(2347T/C)位點G等位基因的頻率也存在明顯的區(qū)別，差別具有統(tǒng)計學意義。Hu等[25]也發(fā)現(xiàn)HSP70-1(190G/C)、HSP70-hom(2347T/C)基因多態(tài)性與煤工肺損傷密切相關，以上研究說明HSP70-1(190G/C)C等位基因、HSP70-2(1267A/G)位點G等位基因、HSP70-hom(2347T/C)T等位基因與CWP嚴重程度及易感性關系密切，并又增加CWP患病的風險。外界環(huán)境對機體的影響是職業(yè)病發(fā)生的最主要因素，而環(huán)境理化因素改變時則會導致HSP70發(fā)生相應的變化，所以職業(yè)病的發(fā)生與HSP70變化有著密切聯(lián)系，HSP70基因多態(tài)性的研究對于職業(yè)病的防治有促進作用。

4 展 望

近年來的研究還顯示，HSP70基因多態(tài)性還與甲狀腺功能亢進[26]、肝癌、胃癌[27]、精神系統(tǒng)疾病[28]、青光眼[29]、白內障[30]、肥胖等有關聯(lián)。這些疾病與外界因素刺激或遺傳因素有一定關系，而HSP70的位點上基因的變異的會導致對于這些疾病的易感性，從而增加患病的風險。然而，僅了解基因多態(tài)性與疾病的相關性還不能夠解釋疾病易感的機制，下一步將針對HSP70某一位點的等位基因與疾病的相關性做出深入探究，明確基因的突變對于疾病易感性的聯(lián)系以及該突變基因對于疾病發(fā)生、發(fā)展影響的內在機制。HSP70基因多態(tài)性的研究將有助于對某些疾病易感性的預測，為未來疾病的預防和基因靶點治療方面提供了新的方向。

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付林堯(1990-)，碩士，主要從事老年病方面的研究?！?/p>

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.33.037

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1671-8348(2016)33-4718-04

2016-04-18

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