白 微,葉 瑾,奚經(jīng)巧,2,林 枝,蔡文品,2△
(浙江中醫(yī)藥大學附屬溫州中醫(yī)院:1.檢驗科;2.中醫(yī)藥科研實驗中心,浙江溫州 325000)
人類白細胞抗原G(human leukocyte antigen-G,HLA-G)位于人類第6號染色體短臂上,是一群緊密連鎖基因群,屬于人類非經(jīng)典的主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅰ類分子。HLA-G包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)(untranslated region,UTR),HLA-G 3′UTR富含AU的基序,聚腺苷酸信號和微RNA(microRNA,miRNA)結(jié)合位點,不同于編碼區(qū)的低多態(tài)性,UTR呈現(xiàn)出高度的多態(tài)性。HLA-G 3′UTR的基因多態(tài)性與HLA-G表達的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控有關,該區(qū)域約有30個多態(tài)性位點[1],研究最多的是14 bp插入/缺失,與HLA-G mRNA的穩(wěn)定性有關[2]。其他的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)位點還有+3003C/T,+3010G/C,+3027C/A,+3035C/T,+3142C/G,+3187A/G,+3196C/G等,被證實與mRNA降解和miRNA結(jié)合有關[2]。正常生理條件下,HLA-G分子僅在母胎界面的絨毛外滋養(yǎng)層細胞、胸腺、胰島及間充質(zhì)干細胞等少數(shù)免疫豁免組織表達[3]。HLA-G特異性高表達于絨毛外滋養(yǎng)層細胞,參與母胎界面免疫耐受的誘導和維持[4],許多研究表明HLA-G基因多態(tài)性與復發(fā)性流產(chǎn)、先兆子癇等病理妊娠有較大相關性[3]。HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性與妊娠相關的研究多集中在14 bp插入/缺失,其他位點的研究甚少,且有研究表明不同地區(qū)不同種族人群HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性存在異質(zhì)性[5]。因此,本研究分析了本地區(qū)HLA-G 3′UTR多個位點在健康妊娠婦女中的分布特點,為本地區(qū)健康妊娠婦女HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性的分布提供試驗數(shù)據(jù),為后續(xù)妊娠相關疾病的研究打下基礎。
選取2017年10月至2018年10月本院產(chǎn)前檢查婦女168例,年齡18~41歲,平均(27.1±4.3)歲,均為漢族,無高血壓、糖尿病、腎臟疾病等基礎疾病,無糖尿病、高血壓等妊娠期并發(fā)癥。所有孕婦均簽署知情同意書,本研究獲得本院倫理委員會批準(批準號:WTCM-H-2017035)。
1.2.1樣品采集與處理
平靜狀態(tài)下選取合適的肘靜脈,用美國BD公司生產(chǎn)的采血管采集乙二胺四乙酸二鉀(EDTA-K2)抗凝全血2~3 mL,-80 ℃保存,用于血液全基因DNA提取。
1.2.2外周血液全基因DNA提取
采用天根生化科技(北京)有限公司生產(chǎn)的全基因組DNA提取試劑盒提取血液全基因DNA,所有操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。用NanoDrop One核酸濃度分析儀測定提取的DNA濃度和純度。
1.2.3HLA-G 3′UTR基因PCR擴增
利用Primer Premier5.0軟件進行PCR引物設計,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列HLA-G-3′UTR正向:5′-GTG GGT TGT TGA GGG-3′;HLA-G-3′UTR反向:5′-GTC TTC CAT TTT TGT CTC T-3′,擴增產(chǎn)物500 bp。根據(jù)PCR試劑說明書調(diào)整擴增條件,采用25 μL體系Taq MasterMix 13 μL,正向引物(10 μmol/L)1 μL,反向引物(10 μmol/L)1 μL,DNA模板2 μL,雙蒸水(ddH2O)8 μL。PCR反應程序:94 ℃預變性4 min,94 ℃變性30 s,58 ℃退火45 s,72 ℃延伸60 s,72 ℃長延伸10 min,步驟變性-步驟延伸進行35個循環(huán)。
1.2.4PCR擴增產(chǎn)物電泳
配制1.5%瓊脂糖(上海Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司)凝膠,Goldview染色(北京索萊寶科技有限公司),將PCR擴增產(chǎn)物上樣,120 V恒壓電泳15 min,凝膠成像儀拍照記錄。檢測擴增產(chǎn)物,500 bp處出現(xiàn)亮帶表明擴增成功,進行下一步測序。
1.2.5Sanger測序
將PCR擴增產(chǎn)物送至杭州擎科生物技術有限公司進行Sanger測序,測得的序列利用CodonCode Aligner軟件比對分析,確定基因型。
采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件進行Hardy-Weinberg(H-W)平衡檢驗,P>0.05表示處于H-W平衡;SHEsis在線軟件直接統(tǒng)計基因型和等位基因頻率,進行連鎖不平衡分析和單倍型分析。
HLA-G 3′UTR 8個多態(tài)性位點H-W平衡檢驗結(jié)果見表1,結(jié)果顯示,14 bp ins/del,+3003C/T,+3010G/C,+3027C/A,+3035C/T,+3142C/G,+3187A/G,+3196C/G 8個位點的分布均符合H-W平衡(P>0.05),該人群處于H-W平衡狀態(tài),樣本具有本區(qū)域群體代表性。
表1 HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性位點H-W平衡檢驗
8個多態(tài)性位點基因型和等位基因頻率分布見表2,結(jié)果顯示,14 bp ins/del位點以del等位基因和del/del基因型為主,占比分別為81.0%和65.5%;+3003C/T位點T等位基因和TT基因型占大多數(shù),占比分別為99.4%和98.8%,未發(fā)現(xiàn)CC基因型;+3010G/C位點以G等位基因和GC基因型為主,占比分別為56.8%和47.0%;+3027C/A位點以C等位基因和CC基因型為主,占比分別為82.7%和68.4%;相似地,+3035C/T位點以C等位基因和CC基因型為主,占比分別為82.1%和67.3%;+3142C/G位點以C等位基因和CG基因型為主,占比分別為59.2%和51.8%;+3187A/G位點以G等位基因和AG基因型為主,占比分別為56.0%和47.6%;+3196C/G位點以C等位基因和CC基因型為主,占比分別為99.7%和99.4%,未發(fā)現(xiàn)GG基因型。
表2 HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性位點等位基因和基因型分布(n=168)
8個多態(tài)性位點的連鎖不平衡分析應用SHEsis軟件,用連鎖不平衡系數(shù)D′進行檢驗分析,D′>0.7認為是強連鎖,結(jié)果見圖1(數(shù)值表示百分數(shù),越接近1.0表示兩個位點連鎖越緊密,顏色越深表示兩個位點連鎖越緊密)。結(jié)果顯示,除+3003C/T與14 bp ins/del、+3027C/A、+3035C/T外,其他D′值均大于0.7,認為這8個位點緊密連鎖,可以構(gòu)建單倍型。
圖1 HLA-G 3′UTR 8個基因多態(tài)性位點間的連鎖不平衡分析情況
SHEsis結(jié)果顯示,8個基因多態(tài)性位點可以構(gòu)建14個單倍型,對常見的頻率較高的7個單倍型進行統(tǒng)計,分別是UTR-1(DTG CCC GC)、UTR-2(ITC CCG AG)、UTR-3(DTC CCG AC)、UTR-4(DCG CCC AC)、UTR-5(ITC CTG AC)、UTR-6(DTG CCC AC)、UTR-7(ITC ATG AC),單倍型組成從左到右為14 bp ins/del,+3003C/T,+3010G/C,+3027C/A,+3035C/T,+3142C/G,+3187A/G,+3196C/G,見表3。UTR-1,UTR-3,UTR-7頻率大于0.03,三者共占94.3%(317/336),分別占55.0%、23.8%、15.5%,其中UTR-1超過半數(shù)以上。
表3 HLA-G 3′UTR多態(tài)性位點單倍型分析
HLA-G基因位于人染色體6p23.1,全長6.0 kb,由8個外顯子和7個內(nèi)含子組成,從部分6號外顯子開始延伸至多聚A尾巴前端,包括7號外顯子、8號外顯子的區(qū)域被稱為3′UTR[6]。HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性調(diào)控了HLA-G的表達水平,與多種臨床疾病有關,從對妊娠期HLA-G的研究開始,該領域就關注了HLA-G在惡性和炎癥性疾病中的表達及其可能的重要性,以及在心臟和肝/腎器官移植中的應用。HLA-G選擇性高表達于絨毛外滋養(yǎng)細胞,促進母胎界面免疫耐受狀態(tài)的維持[7]。HLA-G 3′UTR參與穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄本,影響mRNA的翻譯水平和分子表達,改變疾病的遺傳易感性[8-10]。有研究報道,HLA-G與復發(fā)性流產(chǎn)、先兆子癇等病理妊娠有較大相關性[11-12],但多項研究結(jié)果具有一定爭議性,這可能是由于基因多態(tài)性與種族、地區(qū)、環(huán)境有關。因此,調(diào)查本地區(qū)的HLA-G 3′UTR位點基因多態(tài)性分布特點,分析基因多態(tài)性位點之間的連鎖不平衡和單倍型具有一定必要性。
本研究通過檢測分析溫州地區(qū)漢族健康妊娠婦女HLA-G 3′UTR 8個基因多態(tài)性位點:14 bp ins/del,+3003C/T,+3010G/C,+3027C/A,+3035C/T,+3142C/G,+3187A/G,+3196C/G,發(fā)現(xiàn)8個基因多態(tài)性位點具有各自的分布特征,以純合子基因型為主的位點如14 bp ins/del、+3027C/A、+3035C/T,以雜合子基因型為主的位點如+3010G/C、+3142C/G、+3187A/G;而+3003C/T、+3196C/G未檢測到CC和GG基因型。SNPs在人類基因組中廣泛存在,占所有已知基因多態(tài)性的90%以上,具有穩(wěn)定遺傳的特點。某些SNPs雖然與疾病無關,但是因為與致病基因相鄰或者多個SNPs的聯(lián)合效應對疾病產(chǎn)生重要影響。近年來,越來越多的研究關注了聯(lián)合檢測SNPs構(gòu)建單倍型對疾病的影響。本研究連鎖不平衡分析發(fā)現(xiàn),8個基因多態(tài)性位點緊密連鎖,在對常見的8個單倍型統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)溫州地區(qū)妊娠婦女單倍型的分布特征,UTR-1、UTR-3、UTR-7單倍型頻率大于0.03,三者共占94.3%,其中UTR-1超過半數(shù)以上,是溫州地區(qū)妊娠婦女主要的單倍型。
LUCENA-SILVA等[13]研究了巴西南部和北部健康人群HLA-G 3′UTR分布,發(fā)現(xiàn)在+3003CT、TT基因型的分布有明顯差異,說明同種族不同區(qū)域基因多態(tài)性位點的分布存在差異;與本研究相比,在多個位點具有差異,巴西人群14 bp位點以雜合子del/ins為主,本研究結(jié)果以純合子del/del為主;巴西人群以+3142G等位基因為主,而本研究以+3142C等位基因為主;巴西人群以+3187A等位基因、AA純合子基因型為主,而本研究以+3187G等位基因、AG雜合子基因型為主。新西蘭健康育齡婦女HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性位點的分布[14]與本研究相似,但在新西蘭健康育齡婦女中未發(fā)現(xiàn)+3027AA基因型。研究報道,14 bp ins/del位點基因多態(tài)性影響HLA-G mRNA的穩(wěn)定性,可能與miRNA結(jié)合位點的破壞有關[2]。+3027C/A、+3142C/G、+3187A/G等SNP位點也都是miRNA的結(jié)合位點,或與AU富集區(qū)有關,位點的多態(tài)性影響miRNA的穩(wěn)定性和降解速度,以此在轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)HLA-G的表達[9]。單倍型分布特點上,巴西人群UTR-1、UTR-2、UTR-3占多數(shù)[13],分別為29.5%、22.8%、15.8%,與本研究結(jié)果不同;新西蘭健康育齡婦女的單倍型以UTR-1、UTR-2、UTR-4為主[14],分別為33.3%、26.0%、19.8%,雖然等位基因和基因型與本研究結(jié)果相似,但是單倍型卻不同。已有報道顯示,HLA-G 3′UTR單倍型與先兆子癇[15]、復發(fā)性流產(chǎn)[16]、敗血癥[17]等有一定關聯(lián)性。HLA-G 3′UTR單倍型與HLA-G的表達有關,UTR-1與高水平表達相關,UTR-5、UTR-7與低水平表達相關[18],UTR-2/3/4/6與中等水平表達相關。各種族各地區(qū)不同人群在基因多態(tài)性及單倍型的分布差異可能是疾病分布不同的原因,育齡婦女與其他人群具有不同的HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性和單倍型分布,不同地區(qū)育齡婦女的分布也不盡相同。以健康妊娠婦女為代表調(diào)查本地區(qū)健康育齡婦女的HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性分布,可以更好地為妊娠期并發(fā)癥的研究打下基礎,深入了解HLA-G 3′UTR在妊娠中的作用。
綜上所述,本研究中溫州地區(qū)漢族健康妊娠婦女HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性位點的基因型和等位基因、單倍型的分布特征明顯,等位基因以14 bp del、+3003T、+3010G、+3027C、+3035C、+3142C、+3187G、+3196C為主,基因型以14 bp del/del、+3003TT、+3010GC、+3027CC、+3035CC、+3142CG、+3187AG、+3196CC為主,單倍型以UTR-1(DTG CCC GC)、UTR-3(DTC CCG AC)、UTR-7(ITC ATG AC)為主,UTR-1是最主要的單倍型。后續(xù)將進一步深入研究HLA-G 3′UTR基因多態(tài)性及單倍型在妊娠并發(fā)癥如先兆子癇、復發(fā)性流產(chǎn)等的意義,以及與mRNA和miRNA相關的分子機制。