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動(dòng)脈粥樣硬化:第三節(jié) 載脂蛋白基因的多態(tài)性

在人類進(jìn)化過(guò)程中,基因的DNA序列在逐漸演變。這種演變大都發(fā)生在氨基酸編碼子以外的區(qū)域,稱為“中性”變化,不導(dǎo)致臨床疾病的發(fā)生。但是,基因的氨基酸編碼區(qū)以及基因表達(dá)的調(diào)控區(qū)的DNA序列改變時(shí)有發(fā)生。導(dǎo)致蛋白質(zhì)的合成量改變或基功能的異常。載脂蛋白結(jié)構(gòu)基因或其…

在人類進(jìn)化過(guò)程中,基因的DNA序列在逐漸演變。這種演變大都發(fā)生在氨基酸編碼子以外的區(qū)域,稱為“中性”變化,不導(dǎo)致臨床疾病的發(fā)生。但是,基因的氨基酸編碼區(qū)以及基因表達(dá)的調(diào)控區(qū)的DNA序列改變時(shí)有發(fā)生。導(dǎo)致蛋白質(zhì)的合成量改變或基功能的異常。載脂蛋白結(jié)構(gòu)基因或其調(diào)控區(qū)DNA序列的突變引起致高脂血癥或早發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化已大量見(jiàn)諸于醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)。新的載脂蛋白基因的多態(tài)性不斷地被發(fā)現(xiàn)。

檢測(cè)載脂蛋白基因的遺傳變異通常使用從外周血白細(xì)胞中提取的DNA為起始材料,通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)擴(kuò)增基因m.52667788.cn/Article/DNA的產(chǎn)量,嗣后,或采用變性梯度凝膠電泳(denaturing gradientgel electrophoresis, DGGE)顯示由基因編碼胺基酸區(qū)DAN序列突變所致的單股DNA構(gòu)象的多態(tài)性;或使用等位基因特異的寡核苷酸探針雜交法(allele-specificoligonuc leotide hybridization,ASO)探測(cè)突變的等位基因;或測(cè)定限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)鑒定基因DNA序列的突變;或直接對(duì)某基因的片段進(jìn)行DNA序列測(cè)定,與正常的相應(yīng)的DNA序列比較,檢測(cè)有否突變發(fā)生。這幾種方法為較常使用的方法。有關(guān)這些方法的詳細(xì)介紹可參見(jiàn)本書(shū)第十六章的生物化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)篇。本節(jié)主要介紹ApoB,ApoE,Apo(a)。ApoAⅠ基因的多態(tài)性。對(duì)其他載脂蛋白基因的多態(tài)性僅以舉例的方式略述。

一、ApoB基因的遺傳變異與多態(tài)性

ApoB基因的遺傳變異與多態(tài)性分以下幾種類型進(jìn)行介紹:①RFLP;②導(dǎo)致血漿膽固醇水平降低的基因突變;③導(dǎo)致血漿膽固醇升高的基因突變;④其他類型的多態(tài)性。

1.RFLP

據(jù)報(bào)道,載脂蛋白B基因的限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性至少375種。后來(lái)發(fā)現(xiàn)有些多態(tài)性并非存在,純屬DNA序列測(cè)定錯(cuò)誤。表4-3列舉了10種RFLP。產(chǎn)生這些RFLP的突變或發(fā)生在ApoB基因上游啟動(dòng)子區(qū)域,或發(fā)生在內(nèi)含子區(qū)域,或在外顯子區(qū)域。

表4-3 ApoB基因限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性舉例

惹限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)突變等位基因出現(xiàn)頻率酶切部位存在或缺失
AvaⅡ距第1外顯子上游4Kb0.20缺失
MspⅠ啟動(dòng)子區(qū)內(nèi),-265bp0.21缺失
ApaLⅠ第4外顯子,cDNA的417bp0.36缺失
HincⅡ第4內(nèi)含子內(nèi),距第3外顯子3"末端3334bp0.12存在
PvuⅡ第4內(nèi)含子內(nèi),距5外顯子5"末端4523bp0.08存在
AluⅠ第14外顯子內(nèi),cDNA的1981bp0.48缺失
BalⅠ第20內(nèi)含子內(nèi),距第21外顯子5"末端146bp0.50 
XbaⅠ第26外顯子內(nèi),cDNA的7674bp0.40-0.50存在
MspⅠ第26外顯子內(nèi),cDNA的11040bp0.12缺失
EcoRⅠ第26外顯子內(nèi),cDNA的12670bp0.20缺失

(源自:Young S G. Circulation 82:1583,1990)

表4-3所列發(fā)生在外顯子內(nèi)的突變,除XbaⅠ限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性外,其余均導(dǎo)致氨基酸改變。已有很多研究者致力于研究常見(jiàn)的ApoB基因PFLP與高膽醇血癥、高甘油三酯血癥硬化的相關(guān)關(guān)系,但發(fā)現(xiàn)令人信服的相關(guān)關(guān)系的報(bào)道不是很多,還有的結(jié)果相互矛盾。正如Young指出的那樣,有的研究所使用的樣本量太小;有的研究對(duì)照組的選擇不合規(guī)范;有的研究基于不同的種族,忽視了正常的種族差異。很顯然。在以后的相關(guān)研究中,盡可能選用大樣本量,合理的選擇對(duì)照組,考慮不同種族的正常遺傳變異無(wú)疑對(duì)確證某些ApoE基因的RFLP與脂蛋白代謝紊亂的特殊表型以及早發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)聯(lián)尤為重要。

2.導(dǎo)致血漿膽固醇水平降低的ApoB基因突變

經(jīng)過(guò)許多實(shí)驗(yàn)室的努力,一些ApoB基因的無(wú)義突變或移碼突變導(dǎo)致家族性密度脂蛋白血癥均已鑒定(見(jiàn)表4-4)。

表4-4 ApoB基因突變導(dǎo)致短ApoB的合成

ApoB的長(zhǎng)度DNA水平上的突變短ApoB在血漿脂蛋白中的分布
B-2在第5內(nèi)含因子中,G顛換成T無(wú)
B-9T替代C,使翻譯在411號(hào)密碼子后終止無(wú)
B-25在第21外顯子內(nèi)有694bp缺失無(wú)
B-27.6在第24內(nèi)含子內(nèi),剪接部位突變HDL,LDL
B-29在第4152核苷酸上,T替代C無(wú)
B-31cDNA核苷酸4480缺失HDL及密度大于1.2g/cm3部分
B-32在密碼子1450上,T替代CHDL,LDL
B-32.5在4631核苷酸上,G替代THDL及密度大于1.21g/cm3部分
B-37cDNA核苷酸5391至5394段缺失VLDL,LDL,HDL
B-39cDNA核苷酸5591缺失VLDL,LDL
B-40cDNA核苷酸5693至5694段缺失VLDL,LDL,HDL
B-46在cDNA核苷酸6381上,T替代CVLDL,LDL,HDL
B-49.6在cDNA核苷酸6963上,T替代CVLDL,LDL,HDL
B-52.8cDNA核苷酸7295缺失VLDL,HDL
B-54.8cDNA核甘酸7539缺失在cDNA核苷酸7655上,T替代CVLDL,HDL
B-61在核苷酸8525處,有37bp缺失VLDL,HDL
B-67cDNA核苷酸9327缺失LDL,VLDL
B-74.7cDNA核苷酸10366缺失LDL,VLDL
B-82在核苷酸11411上,A替代CVLDL,HDL
B-86cDNA核苷酸11840缺失VLDL,HDL
B-87cDNA核苷酸12032缺失VLDL,HDL
B-89cDNA核苷酸12309缺失VLDL,HDL

(源自:Kane ,J.P.,and Havel, R.J.In:The metalbolic and molecular bases of inherited disease,edited by Scriver, C.R.et al, Vol Ⅱ,p1868,1995,McGraw –Hill,Inc.,New York,U.S.A)

家族性低低密度脂蛋白血癥的患者大多為雜合子,即他們攜帶一個(gè)正常的ApoB等位基因和一個(gè)變異的ApoB等位基因。純合子以及復(fù)合雜合子患者少見(jiàn)。短ApoB合成的患者血漿中ApoB的濃度較低,僅為正常人ApoB等位基因產(chǎn)生的ApoB-100濃度的2%~10%,其機(jī)理尚未完全明了。有人發(fā)現(xiàn),含有ApoB87和ApoB89的LDL比含ApoB-100的LDL更易于被LDL受體攝取。亦有人推測(cè)在雜合子患者中,由一個(gè)正常ApoB-100等位基因編碼的ApoB-100與兩個(gè)正常ApoE等位基因編碼的ApoE組成的脂蛋白顆粒比正常的脂蛋白顆粒多含有1倍的ApoE,故前者易于被LDL攝取清除。這些均有助于解釋一部分短ApoB合成患者體內(nèi)低濃度血漿ApoB及低濃度血漿膽固醇的機(jī)制有等進(jìn)一步努力。不難想到的是,家族性低低密度脂蛋白血癥患者血漿中LDL膽固醇低,產(chǎn)生冠心病及動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)性也降低。已有一些報(bào)道證實(shí),這些患者不產(chǎn)生動(dòng)脈粥樣硬化且壽命增長(zhǎng)。故有人認(rèn)為,對(duì)慣常食用高飽和脂肪、高膽固醇飲食的北美人群,攜帶合成短ApoB的突變基因非但無(wú)害,反而有益于健康。

3.導(dǎo)致血漿膽固醇升高的基因突變。

Brown和Goldstein的經(jīng)典研究,即LDL受體基因的突變,引起LDL清除障礙,LDL在血漿中蓄積,導(dǎo)致早發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化,這是家族性高膽固醇血癥的主要病因。這些患者的血漿總膽固醇濃度高于7.76mmol/L。然而有相當(dāng)一部分人的血漿膽固醇濃度在6.47~7.76mmol/L之間,與正常人相比為輕中度升高。長(zhǎng)期以來(lái),人們一直推測(cè)ApoB基因遺傳變異可合成有缺損的ApoB蛋白質(zhì),后者與LDL受體親和力下降,引起LDL清除障礙,LDL在血漿中蓄積。這種推測(cè)于1989年得到了證實(shí)。Soria等人發(fā)現(xiàn)了家族性ApoB100缺損。這些病人在其Apob cDNA第10708個(gè)核苷酸位置上,G轉(zhuǎn)換成了A,導(dǎo)致ApoB100的等3500個(gè)氨基酸精氨酸變換成了谷氨酰胺。這一突變使其LDL與LDL受體的結(jié)合力下降,產(chǎn)生高膽固醇血癥。據(jù)估計(jì),這種突變?cè)谌巳褐械陌l(fā)生率與LDL受體的突變率接近,即1/500。

另一家族性ApoB100缺損是由ApoB基因第10800核苷酸位置上的C轉(zhuǎn)換成T所致。這一突變ApoB內(nèi)第3531個(gè)氨基酸精氨酸變成了半胱胺酸。8個(gè)患者的平均血漿LDL膽固醇水平在6.78mmol/L,而8個(gè)未患ApoB基因突變的親戚為3.88mmol/L;颊週DL對(duì)LDL受體的親和力僅為正常對(duì)照組的39%。由于C至T的轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生一個(gè)新的限制性內(nèi)切酶切割部位(NsiI),這將有助于在大范圍人群內(nèi)檢測(cè)這種突變發(fā)生率。

4.其他類型的多態(tài)型

距ApoB基因3"末端500個(gè)核苷酸堿基對(duì)區(qū)域,有一DNA片段構(gòu)成可變動(dòng)數(shù)目的半聯(lián)重復(fù)(variable number of tandem repeats. VNTR)已發(fā)現(xiàn)ApoB基因3"末端這種VNTR所致的多態(tài)性與心肌梗塞的發(fā)作有關(guān)聯(lián)。

ApoB信號(hào)肽由27個(gè)氨基酸組成。在高加索種族人群中發(fā)現(xiàn)了兩種多態(tài)性:一種為插入等位基因型,編碼27個(gè)氨基酸;另一種為缺失等位基因型,編碼24個(gè)氨基酸。Visvikis 等人發(fā)現(xiàn)缺失等位基因型與高血漿ApoB 水平、LDL膽固醇水平、LP(a)水平以及總膽固醇水平有關(guān)。最近Kammerer等人在34家共686名美籍墨西哥人中發(fā)現(xiàn)編碼ApoB信號(hào)肽的三種等位基因:SP-24,SP-27,SP-29,它們分別編碼24,27與29肽。攜帶SP-24等位基因的純合子其血漿ApoB與LDL膽固醇的濃度顯著高于SP-27純合子。SP-29雜合子的ApoB與LDL膽固醇水平比SP-24純合子還高。

二、ApoE基因的多態(tài)性

ApoE在膽固醇與甘油三酯代謝中起著重要作用。在正常人群中,10%以上的個(gè)體間血漿膽固醇水平的著異可歸究于ApoE基因的多態(tài)性。主要的ApoE等位基因有ApoE2、ApoE3和ApoE4。ApoE3在人群中的出現(xiàn)率最高,被認(rèn)為較常見(jiàn)的ApoE基因。ApoE2與Ⅲ型高脂蛋白血癥相關(guān),而ApoE4在老年性癡呆。ˋlzheimer"s disease)患者中的出現(xiàn)率較高。這后一發(fā)現(xiàn)開(kāi)拓了人們的視野,即ApoE不僅在脂類代謝中至關(guān)重要,而且在其他的代謝過(guò)程中也扮演重要角色。已有報(bào)道,ApoE參與組織損傷的修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)以及調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)與分化。相信隨著時(shí)間推移,更多新的ApoE功能及新的ApoE基因多態(tài)性會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

表4-5列舉了一些已鑒定的ApoE基因的遺傳變異。表中同時(shí)列出了密碼子及其編碼的氨基酸的改變、特定ApoE基因變異型首先被鑒定出的那個(gè)民族、出現(xiàn)頻率、相關(guān)的高脂血癥型以及遺傳方式。

表4-5 ApoE多態(tài)性

多態(tài)性名稱1變異密碼 子核苷酸改變氨基酸改變2種族背景分布率3高脂血癥型4遺傳方式
常見(jiàn)的ApoE基因型        
---所有民族41.9~91.1%- 
ApoE4112TGC→CGCCys→Arg所有民族6.4%~36.8%N/HC 
ApoE2158CGC→TGCArg→Cys大部分民族0.0%~14.5%N/FD陷性
與FD相關(guān)的多態(tài)型        
ApoE0第3內(nèi)含子A →G,G缺合成兩種短肽美洲黑人14FD陷性
3592bp-60失移碼突變合成60肽德國(guó)人3FD陷性 
ApoE4-費(fèi)城13GAG →AAGGlu →Lys拉丁美洲人7FD陷性
145CGT →TGTArg →Cys拉丁美洲人  陷性 
ApoE3-Leiden112TGC →CGCCys →Arg荷蘭人>40FD顯性
21bp重復(fù)7個(gè)氨基酸患聯(lián)重復(fù)    
ApoE1127GGC→GACGly→Asp高加索人>25FD未知
158CGC→TGCArg→Cys    
ApoE2-Christchurch136CGC→AGCArg→Ser未報(bào)道3FD未知
ApoE3112TGC→CGCCys→Arg拉丁美洲人6FD顯性
142CGC→TGCArg→Cys    
ApoE3--kochi145CGT→TGTArg→His日本人4FD未知
ApoE2145CGT→TGTArg→His未報(bào)道3FD未知
ApoE1- Harrisburg146AAG→GAGLys→Glu日本人高加索 人8FD未知
ApoE2146AAG→GAGLys→Gln荷蘭人美國(guó)人>40FD顯性
ApoE3華盛頓210TGG→TAGTrp→終止密碼美國(guó)白人3FD陷性
ApoE2 Fukuoka224CGG→CAGArg→Gln日本人1FD未知
與非FD高脂血癥相關(guān)的多態(tài)型        
ApoE53GAG→AAGGlu→Lys日本人0.5%HC 
13GAG→AAGGlu→Lys法籍加拿大人6HC/HTG  
ApoE2-Dunedin228CGC→TGCArg→Cys未報(bào)道2HTG 
ApoE2236GTG→GAGVal→Glu荷蘭人8HTG 
ApoE7-Suita244GAG→AAGGlu→Lys日本人0.5%~0.8%HC/HTG 
245GAG→AAGGlu→Cys    
ApoE3112TGC→CGCCys→Arg荷蘭人3HTG 
251CGC→GGCArg→Gly    
ApoE1158CGC→TGCArg→Cys荷蘭人2HC 
252CTG→GAGLeu→Glu    
與高脂血癥無(wú)關(guān)的多態(tài)型        
ApoE4-+-Ferburg28CTG→CCGLeu→Pro德國(guó)高加索人0.4%~0.9%N 
112TGC→CGCCys→Arg    
ApoE4112TGC→CGCCys→Arg荷蘭人5N 
274CGC→CACArg→His    
ApoE4+296AGC→CGCSer→Arg荷蘭人5N 
ApoE584CCG→CGGPro→Arg美國(guó)白人0.2%N 
112TGC→CGCCys→Arg    
ApoE3-Freibaug42ACA→GCAThr→Ala德國(guó)高加索人1N 
ApoE399GCG→ACGAla→Thr美國(guó)人1N 
152GCC→CCCAra→Pro    
ApoE2134CGG→CAGArg→Gln荷蘭人5N 

1.除費(fèi)城(Philadelphia)與華盛頓(Washington)兩地名外,其他的地名均未翻譯過(guò)來(lái);

2.氨基酸代號(hào):Cys-半胱氨酸;Arg-精氨酸;Glu-谷氨酸;Lys-賴氨酸;Gly-甘氨酸;Asp-天門(mén)冬氨酸;Ser-絲氨酸;His-組氨酸;Gln-谷氨酰胺;Trp-色氨酸;Val-纈氨酸;Leu-亮氨酸;Thr-蘇氨酸;Ala-丙氨酸;Pro-脯氨酸;

3:分布率:加百分號(hào)的分布率是根據(jù)檢測(cè)1000人以上的結(jié)果計(jì)算的;未加百分號(hào)的數(shù)值代表測(cè)出的攜帶ApoE多態(tài)型(包括純合子與雜合子)的人數(shù);

4:縮寫(xiě):N(Normal,正常)HC(hypercholesterolemia,高膽固醇血癥);FD(familialdysbetalipoproteinemia,家族性異常低密度酯蛋白血癥,含Ⅲ型高脂蛋白血癥)。

(源自:Knijff et al. Hum. Mutation4:181,1994)

三、Apo(a)基因的多態(tài)性

血漿Lp(a)的濃度與Apo(a)蛋白質(zhì)的大小成反比,即Apo(a)的分子量愈大,則Lp(a)的濃度愈低;Apo(a)的分子量愈小,則Lp(a)的濃度愈高。Apo(a)的分子量在400~800KDa之間。按照Apo(a)在聚丙烯凝膠電脈時(shí)相對(duì)于ApoB100(分子量為520KDa)的遷移率,Utermann等人于1987年將Apo(a)歸類為六種多態(tài)型;F比ApoB100遷移快;B與ApoB100遷移率相等;S1,S2,S3,S4比ApoB100遷移慢,F(xiàn)已證實(shí)。Apo(a)蛋白質(zhì)的多態(tài)型是由Apo(a)基因中Kringle-4的數(shù)目變化而引起的。Kring-4基因片段含有幾個(gè)稀少的限制性酶切部位(NotI,SfiI.KspI,Sval,KpnI),這為加速篩選Apo(a)基因的多態(tài)性提供了幫助。表4-5列舉在奧地利北部Tyrolean區(qū)高加索人群中用KpnI作工具所測(cè)得的RFLP與1-4Kringe的數(shù)目、Apo(a)蛋白質(zhì)的大小以及血漿Lp(a)濃度的關(guān)系。

表4-6 Apo(a)Kpni 片段與Apo(a)蛋白質(zhì)多態(tài)型、Kringle-4功能區(qū)數(shù)目以及血漿Lp(a)濃度之關(guān)系

 表現(xiàn)分子量(KDa)KpnI片段(Kb)Kringle-4數(shù)目等位基因 數(shù)目平均Lp(a)濃度(mg%)KpnI片段頻率(%)
F<45037-4911-131-3*<0.2
B~50055-6614-164-661.71.2
S1~55072-8217-197-934.43.8
S2~60088-9920-2210-1224.511.2
S3~650105-11623-2513-1510.213.7
S4>700121-21026-4216-32<5.770.1

*:樣本量太小,資料缺如。(源自:Utermann,G.In:The metabolic andmolecular bases of inherited disease.7th ed, Vol.Ⅱ,eds.Scriver,C.R.etal.p1897,McGraw-Hill.Inc.,New York,1995)

由表4-6可看出,血漿Lp(a)的濃度亦與Kpn片段的大小成反比。這為血漿Lp(a)與Apo(a)多態(tài)型的大小成反比從基因DNA水平提供了直接的證據(jù)。

Scana等人在Kringle-4第37個(gè)重復(fù)區(qū)(KIV-37,又稱為KringleⅣ-10)檢測(cè)出了兩種突變:一種突變導(dǎo)致第72個(gè)氨基酸被精氨酸取代;另一種突變導(dǎo)致第66個(gè)氨基酸蘇氨酸被蛋氨酸取代。前者致使其Lp(a)不能與賴氨酸結(jié)合,且血漿Lp(a)濃度降低。后者似乎與Lp(a)濃度無(wú)關(guān)。Mooser等人報(bào)道在距第1第外顯子5’端1.3Kb區(qū)或內(nèi),由5個(gè)核苷酸[(TTT-TA)n]構(gòu)成的VNTR與其血漿Lp(a)濃度相關(guān)。此外。亦有報(bào)道Apo(a)基因5’端側(cè)翼區(qū)DNA序列的多態(tài)性控制血漿Lp(a)的濃度。

四、ApoAⅠ基因的多態(tài)性

ApoAⅠ為HDL的主要結(jié)構(gòu)蛋白。ApoAI基因突變可導(dǎo)致異常的ApoAⅠ蛋白質(zhì)的合成。有些異常的ApoAⅠ影響HDL的代謝。已報(bào)道的阻礙ApoAⅠ合成的基因突變有重排、缺失、無(wú)義突變等方式。這些突變的純合子患者表現(xiàn)出極低HDL膽固醇水平和早發(fā)冠心病。目前已發(fā)現(xiàn)至少有20種不同的ApoAI結(jié)構(gòu)基因的點(diǎn)突變導(dǎo)致氨基酸轉(zhuǎn)換(見(jiàn)表4-7)。其中兩種突變(精氨酸173→半胱氨酸和脯氨酸165→精氨酸)與低HDL膽固醇水平相關(guān),但并不引致早發(fā)冠心病。

Talmud等人發(fā)現(xiàn)ApoAⅠ基因啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)距轉(zhuǎn)錄起始部位第75個(gè)堿基(-75bp)A置換G的突變與高ApoAI及HDL水平相關(guān)。這種突變后的等位基因稱為A等位基因,而含G的稱為G等位基因。Saha等報(bào)道A等位基因在新加坡華人中出現(xiàn)的頻率(0.27)高于高加索人(0.12)。Wang等人發(fā)現(xiàn),ApoAⅠ基因第1內(nèi)含子5"末端,第83堿基C轉(zhuǎn)換成T或第84堿基G轉(zhuǎn)換成A,致使MspI酶切點(diǎn)喪失,這種突變與高HDL膽固醇相關(guān),比上述的-75堿基A置換G突變與高HDL膽固醇的相關(guān)還強(qiáng)。

表4-7 人體ApoAI基因點(diǎn)突變導(dǎo)致氨基酸改變

氨基酸改變1密碼子2核苷酸點(diǎn)突變
Pro3→ArgCCCC→G
Pro3→HisCCCC→A
Pro4→ArgCCCC→G
Arg10→LeuCGAG→T
Gly26→ArgCGGCG→C
Asp89→GluGATCT→G,T→A
Asp103→AsnCGACG→A
Lys107→0  
Lys107→MetAAGA→T
Glu136→LysCGAGG→A
Glu139→GlyGAGA→G
Pro143→ArgCCAC→G
Glu147→ValGAGA→T
Ala158→GluGCGC→G
Pro165→ArgCCCC→G
Glu169→GlnCGAGG→C
Arg173→CysGCGCC→T
Arg177→HisCGCG→A
Glu198→LysCGAGG→A
Asp213→GlyGACA→G

1:氨基酸代號(hào)可參見(jiàn)表4-5腳注;第1排氨基酸右上角的數(shù)值表示其在ApoAⅠ一級(jí)結(jié)構(gòu)上的位置;2:加底線的核苷酸為點(diǎn)突變部位。(源自:Eckardstein et al.J.Biol Chem.265:8612,1990)

五、其他載脂蛋白基因的多態(tài)性

與以上介紹的ApoB、ApoE、Apo(a)以及ApoAI的基因一樣,其他載脂蛋白的基因也存在多態(tài)性,以下簡(jiǎn)要地列舉一些例子。

1.ApoAⅠ-CⅢ-AⅣ基因限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性

在ApoAⅠ-CⅢ-AⅣ基因叢內(nèi),使用XmnⅠ、ApaⅠ、MspⅠ、PstⅠ、SstⅠ、XbaⅠ、TaqⅠ和PvuⅡ限制性內(nèi)切酶已檢測(cè)出10多種RFLP。盡管這些多態(tài)性大多由編碼氨基酸以外的DNA序列突變所致,其中有些RFLP的攜帶者與增加冠心病的危險(xiǎn)相關(guān)。比如用限制性內(nèi)切酶PstⅠ消化從人群中搜集的DNA后。用ApoAⅠcDNA探針印跡DNA可測(cè)得3.3Kb的DNA片段(稱為P2等位基因)與2.2Kb的DNA片段(稱為P1等位基因)。P1等位基因在正常人群中出現(xiàn)率較高。P2等位基因在低HDL膽固醇患者中的出現(xiàn)率高于對(duì)照組的6倍。來(lái)自英國(guó)與美國(guó)的報(bào)道亦證實(shí),雜合子P1P2攜帶者血漿ApoAⅠ與HDL膽固醇的水平顯著地低于P1P2基因型攜帶者。這提示在ApoAⅠ-CⅢ-AⅣ基因叢中,PstⅠ酶切點(diǎn)的多態(tài)性,P2等位基因,與降低血漿ApoAⅠ和HDL的水平以及誘發(fā)冠心病有關(guān)。最近,Dallinga-Thie等人在美國(guó)脂類研究雜志上報(bào)道,用限制性內(nèi)切酶XmnⅠ與MspⅠ在ApoAⅠ-CⅢ-AⅣ基因叢內(nèi)檢測(cè)出的稀有等位基因與高血漿膽固醇、甘油三酯、ApoB以及LDL膽固醇水平相連。這些結(jié)果顯示,ApoAⅠ-CⅢ-AⅣ基因叢參與調(diào)節(jié)血漿膽固醇及甘油三酯的代謝。

2.ApoEⅠ-CⅠ-CⅡ基因限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性

位于第19對(duì)染色體上的ApoEⅠ-CⅠ-CⅡ基因叢也有多態(tài)性的存在。檢測(cè)出其RFLP的限制性內(nèi)切酶包括:HpaⅠ、TaqⅠ、BglⅡ、DraⅠ、NcoⅠ以及BglⅡ。Klasen等人報(bào)道,HpaⅠ限制性片段長(zhǎng)度的多態(tài)性與易發(fā)Ⅲ型高脂血癥有關(guān)。然而HpaⅠ限制性片段長(zhǎng)度的多態(tài)性與E2/E2基因型無(wú)關(guān)接關(guān)聯(lián)。這說(shuō)明HpaⅠ的RFLP是不同于ApoE基因的一種獨(dú)立的遺傳因子,其突變點(diǎn)尚未闡明。

3.ApoAⅡ基因的突變

Deeb等報(bào)道了在一對(duì)日本姐妹中檢測(cè)出的家族性ApoAⅡ缺陷癥。冠狀動(dòng)脈造影顯示這對(duì)姐妹未患血管疾病。盡管免疫生化檢驗(yàn)測(cè)不出血漿ApoAⅡ水平,患者HDL膽固醇在正常范圍。DNA分析顯示,患者ApoAⅡ基因內(nèi)第3內(nèi)含子剪接供體部位的第一個(gè)堿基G突變成為A,從而阻礙了內(nèi)含子從初級(jí)轉(zhuǎn)錄物中剪除掉的過(guò)程。這無(wú)疑是導(dǎo)致ApoAⅡ缺陷的原因。

4.ApoAⅣ基因的多態(tài)性

常見(jiàn)的ApoAⅣ等位基因編碼ApoAⅣ的第360與347個(gè)氨基酸,分別為谷氨酰胺和蘇氨酸。當(dāng)ApoAⅣ基因的第360密碼子上第3個(gè)堿基T置換G后,正常的第360氨基酸位置上的谷氨酰胺被代之為組氨酸,當(dāng)?shù)?47密碼子上第1個(gè)堿基T置換A后,蘇氨酸347→絲氨酸的變異即發(fā)生。關(guān)于這兩種ApoAⅣ基因多態(tài)性對(duì)脂類代m.52667788.cn/shouyi/謝的影響尚無(wú)一致的結(jié)論。另一種突變,即密碼子127的突變可致HincⅡ酶切位點(diǎn)的喪失。最近Kamboh等人對(duì)西伯利亞中部的馴鹿牧民檢測(cè)中發(fā)現(xiàn),沒(méi)有HincⅡ酶切位點(diǎn)等位基因的攜帶者血漿甘油三酯水平高于HincⅡ酶切位點(diǎn)等位基因的攜帶者。

5.ApoCⅡ基因的多態(tài)性

載脂蛋白CⅡ基因的突變有四種類型被鑒定:a.無(wú)義突變;b.起動(dòng)密碼子的堿基突變;c.第2內(nèi)含子剪切供體部位突變;d.由堿基插入或缺失所致的移碼突變。這些突變患者的血漿ApoCⅡ水平顯著降低或缺失。其遺傳方式為常染色體隱性遺傳。

6.ApoCⅢ基因的多態(tài)性

已發(fā)現(xiàn)有三種ApoCⅢ基因多態(tài)性與高甘油三酯血癥有關(guān):a.3175核苷酸C顛換成G;b.3206核苷酸T顛換成G;c.3206G等位基因。Li等人不久前在臨床研究雜志上報(bào)道,ApoCⅢ基因啟動(dòng)子內(nèi)-482與-455堿基的突變與發(fā)生高甘油三酯血癥有關(guān)。作者推測(cè)這種突變正發(fā)生在受胰島素抑制DNA序列范圍內(nèi)。突變后的ApoCⅢ基因啟動(dòng)子擺脫了胰島素的抑制調(diào)控,ApoCⅢ的轉(zhuǎn)錄大大加強(qiáng),ApoCⅢ的合成增加。這可能是人群中發(fā)生高甘油三酯的一個(gè)主要因素。

7.ApoD基因的多態(tài)性

Vijayaraghavan等人檢測(cè)了57個(gè)肥胖病人57名對(duì)照者ApoD基因TaqⅠ酶切位點(diǎn)限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性:2.2與2.7Kb等位基因。他們發(fā)現(xiàn)2.2Kb等位基因在肥胖者中的分布顯著地高于正常者。這包括含有2.2Kb等位基因的雜合子與純合子,提示顯性遺傳方式。作者認(rèn)為,ApoD基因TaqⅠ限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性可作為研究肥胖病的一個(gè)遺傳標(biāo)志。

8.ApoH基因的多態(tài)性

ApoH基因第247密碼子突變,致使第247個(gè)氨基酸纈氨酸被亮氨酸取代。因?yàn)榇送蛔兪筊asⅠ酶切位點(diǎn)喪失,故這種限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性很易檢測(cè)。最近Kamboh等調(diào)查西伯利亞中部馴鹿牧民中三種ApoH等位基因ApoH1、ApoH2、與ApoH3的分布與血漿脂質(zhì)水平的關(guān)系,他們發(fā)現(xiàn)ApoH等位基因與男子低甘油三酯水平相關(guān)。而與女子高甘油三酯水平相關(guān)。而女子高甘油三酯水平相關(guān)。ApoH基因的多態(tài)性與脂質(zhì)代謝的關(guān)系還有待于更廣泛地、更深入地探討。

9.ApoJ基因的多態(tài)性

Kamboh暨同事報(bào)道,在對(duì)美國(guó)白種人、黑人、美洲印第安人、愛(ài)斯基摩人、新幾內(nèi)亞人及尼日利亞人6個(gè)民族共985名受試者的檢測(cè)中。他們發(fā)現(xiàn)了ApoJ有三種多態(tài)型,即ApoJ1、ApoJ2和ApoJ3。ApoJ1存在于所有受試者基因內(nèi)。ApoJ2僅存于美國(guó)黑人與尼日利亞人黑人,出現(xiàn)頻率分別為24%與28%。ApoJ3僅從一美國(guó)黑人受試者測(cè)出。造成此多態(tài)性的突變尚未見(jiàn)報(bào)道。這三種“等位基因”似乎對(duì)總膽固醇、LDL膽固醇、HDL膽固醇、VLDL膽固醇、甘油三酯的水平?jīng)]有顯著的影響。

結(jié)論

隨著分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于脂類代謝與動(dòng)脈粥樣硬化的研究領(lǐng)域,幾乎所有被命名的載脂蛋白的cDNA與基因被分離與鑒定。有關(guān)載脂蛋白基因多態(tài)性的報(bào)道與日俱增。人們對(duì)脂蛋白代謝紊亂從分子缺陷的水平進(jìn)行認(rèn)識(shí)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。然而,各種載脂蛋白的生理功用尚未完全闡明。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)ApoE4與老年性癡呆有關(guān),揭示了ApoE的新的功用就佐證了這一點(diǎn)。對(duì)各種載脂蛋白的基因的各種多態(tài)性在所有種族間的分布進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)與分析還有待于進(jìn)一步努力。一些新的、簡(jiǎn)易的、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法也有待于開(kāi)發(fā)。這些研究可望為載脂蛋白與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的探討以及對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化與冠心病的防治尋求新的措施開(kāi)拓新的前景。

(葉永清)

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