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動脈粥樣硬化:第三節(jié) 載脂蛋白B基因多態(tài)性的檢測

ApoB是富含膽固醇和甘油三酯脂蛋白的重要組成成分,對脂質(zhì)在人體轉運、代謝、維持體內(nèi)脂質(zhì)水平的恒定quanxiangyun.cn/zhicheng/起重要作用。大量臨床資料及流行病學調(diào)查表明:血清ApoB及低密度脂蛋白(LDL)水平與動脈粥樣硬化呈正相關,是其主要危險因素之一。近十年來,…

ApoB是富含膽固醇和甘油三酯脂蛋白的重要組成成分,對脂質(zhì)在人體轉運、代謝、維持體內(nèi)脂質(zhì)水平的恒定quanxiangyun.cn/zhicheng/起重要作用。大量臨床資料及流行病學調(diào)查表明:血清ApoB及低密度脂蛋白(LDL)水平與動脈粥樣硬化呈正相關,是其主要危險因素之一。近十年來,從分子水平研究ApoB,闡明動脈粥樣硬化及高脂血癥的發(fā)病機理,尋找其遺傳標志受到廣泛重視,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn):ApoB基因具有明顯的多態(tài)性,其核苷酸變異有75處,其中導致氨基酸變異的有54處,例如多種酶限制性片段長度多態(tài)性(RFLPs),3’端高變區(qū)的數(shù)目可變的串聯(lián)重復順序(VNTR),信號肽(SP)多態(tài)性。大量研究表明,ApoB的基因多態(tài)性與動脈粥樣硬化有不同程度的關系。

一、分析ApoB基因多態(tài)性的方法

對ApoB基因多態(tài)性進行檢測、分析的方法很多,如:限制性內(nèi)切酶的酶譜分析法,PCR直接分析法,PCR產(chǎn)物RFLP分析法,等位基因特異性寡核苷酸(ASO)雜交法等等,其中最多用且簡單的方法有PCR產(chǎn)物直接分析法和PCR產(chǎn)物RFLP分析法。

PCR產(chǎn)物直接分析法,是采用合適的引物,通過多次擴增,獲得靶基因序列擴增片段,直接分析法片段的大小,可用于分析基因的缺失與插入。這種方法簡便、快速、靈敏,可分析ApoB基因VNTR、SP多態(tài)性。

基因突變往往會造成限制性內(nèi)切酶識別位點的改變,如位點丟失或產(chǎn)生新位點,通過PCR擴增某一特定片段,再用限制性內(nèi)切酶酶切擴增產(chǎn)物,電泳觀察片段的大小,這種方法用于檢測酶切位點改變的基因突變,可直接判斷基因型,是研究ApoB基因PFLPs的較好方法,具有靈敏、簡便、可同時對大量樣品進行分析等優(yōu)點。

二、ApoB基因多態(tài)性的檢測

ApoB基因多態(tài)性研究較多的有RFLP、VNTR、SP多態(tài)性,分別敘述如下:

1.RFLP的檢測

ApoB有10種RFLP,一般采用PCR-RPLPs方法進行分析,研究較多的有第26外顯子XbaⅠ、MspⅠ位點,第29外顯子EcoRⅠ位點,在Apob DNA上的位置如圖19-6,圖19-7所示:

圖19-6 ApoB基因部分RFLPS示意圖

圖19-6 ApoB基因多態(tài)性位置示意圖

用于PCR的引物如下:

XbaⅠ-5’GGAGACTATTCAGAAGCTAA

XbaⅠ-3’GAAGAGCCTGAAGACTGACT

EcoRⅠ-5’quanxiangyun.cn/jianyan/CTGAGAGAAGTGTCTTCGAAG

EcoRⅠ-3’CTCGAAAGGAAGTGTAATCAC

MspⅠ-5’TCTCGGGAATATTCAGGAACTATTG

MspⅠ-3’CTAAGGATCCTACAATGTCAAGGT

XbaⅠ酶切位點的RFLP是由于2488位密碼子第三個堿基突變(ACC→ACT),產(chǎn)生一個XbaⅠ酶切位點,但并未改變所編碼的氨基酸序列,存在XbaⅠ酶切位點(X+)的等位基因,其PCR產(chǎn)物酶切后出現(xiàn)433bp和277bp兩個片段,不存在XbaⅠ酶切位點(X-)的等位基因,PCR產(chǎn)物經(jīng)酶切后仍為其產(chǎn)物710bp片段。

RFLP是由于4154位密碼子改變(GAA→AAA),使原有的EcoRⅠ酶切位點消失,氨基酸序列中賴氨酸取代谷氨酸,存在EcoRⅠ酶切位點(R+)的等位基因,其PCR產(chǎn)物經(jīng)EcoRⅠ酶切后得到253bp及227bp兩個片段,不存在EcoRⅠ酶切位點(R-)的等位基因,其PCR產(chǎn)物酶切后仍為480bp的片段。

MspⅠ酶切位點的RFLP,是由于3611位密碼子改變(CGG→CAG),谷氨酰胺取代了精氨酸,含MspⅠ酶切位點(M+)的等位基因,PCR產(chǎn)物經(jīng)MspⅠ酶切后可見到395bp和85bp的片段,不含MspⅠ酶切位點(M-)的等位基因,PCR產(chǎn)物酶切后仍為480bp。

眾多學者對ApoB基因RFLPs與動脈粥樣硬化之間的關系進行了研究。多數(shù)學者認為ApoE有XbaⅠ酶切位點(X+),無EcoRⅠ酶切位點(E-),無MspⅠ酶切位點(M-)的基因頻率,在動脈粥樣硬化性疾病的患者中比正常對照組高,但也有學者持不同甚至相反意見,究其原因,可能有以下幾點:①研究樣品例數(shù)不夠,有的少于100個甚至少于50個,可能使一些有意義的聯(lián)系被忽略;②對照組的選擇沒有統(tǒng)一的、嚴格的、明確的標準,有時與病員組缺乏可比性;③存在種族差異,例如XbaⅠRFLP基因頻率,X+等位基因在高加索人為0.4~0.5,日本人和中國人則僅為0.04、0.01;④某些遺傳標記之間可能存在連鎖關系,可導致結論互不相同。

2.VNTR的檢測

VNTR(數(shù)目可變的串聯(lián)重復順序)是繼RFLPs之后的又一類具有高度多態(tài)性的遺傳標記,廣泛分布于人類基因組中。ApoB基因3’端高變區(qū)(HVR)包含VNTR,由富含AT的DNA序列組成,其多態(tài)性特點是由10~15bp的核苷酸序列構成不同的等位基因,產(chǎn)生不同的重復序列拷貝數(shù)。以VNTR兩側特異性序列為引物,經(jīng)PCR擴增后直接電泳分析產(chǎn)物,片段之間的差異在于AT重復次數(shù)不同,重復37次稱為3β"37。依此類推,PCR引物可用以下序列:

VNTR-5’ATGGAAACGGAGAAATTATG

VNTR-3’CCTTCTCACTTGGCAAATAC

Boerwinkle等首先檢測出12種等位基因片段,現(xiàn)有學者已檢出22種不同等位基因。Frield等的研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生38、44、46或48個15bp長度重復序列的等位基因與冠心病、血漿膽固醇水平升高有關,且與EcoRi RFLP呈連鎖不平衡,與MspⅠRFLP呈連鎖平衡,Robinson等的研究則沒有發(fā)現(xiàn)ApoB的VNTR多態(tài)性與血漿膽固醇、甘油三酯、ApoB等水平有關。

3.信號肽(SP)多態(tài)性的檢測

ApoB基因5’信號肽(SP)由27個(插入型Ins)或24個(缺失型Del)氨基酸組成,可經(jīng)PCR擴增后直接分析,用于PCR的引物序列為:

IN/DE-5’CAGCTGGCGATGGACCCGCCGA

IN/DE-3’ACCGGCCCTGGCGCCCGCCAGCA

Wu等報告del/del基因型在高膽固醇血癥患者中比對照組中多見。Renges等對倫敦地區(qū)亞洲后裔的研究也發(fā)現(xiàn)帶del基因型者血漿總膽固醇升高,但與冠心病無明顯關系。Peacock等提出Ins/del多態(tài)性與冠心病的發(fā)展,即其嚴重程度有關,也有報道Ins/del多態(tài)性在冠心病與對照組中無明顯差別。

三、ApoB基因多態(tài)性檢測方法舉例

以ApoB基因第26個外顯子MspⅠ RFLP為例,具體介紹檢測的方法和步驟,筆者對湖北地區(qū)健康成人(120例)進行了檢測。

(一)材料

引物(如前所述),TaqDNA聚合酶、dNTP、限制性內(nèi)切酶MspⅠ、高速離心機、基因擴增儀、恒溫水浴箱、電泳系統(tǒng)、紫外監(jiān)測儀。

(二)方法

1.模板DNA的提取

可采用改良的TritonX-100法提取人白細胞DNA,此法結果穩(wěn)定,但操作較繁瑣,在此采用改進的Na裂解法提取人白細胞DNA,簡便、快速、靈敏、經(jīng)濟,步驟如下:

取EDTANa2抗凝血100μl,15000r/min離心5min,棄上層血漿,加無菌雙蒸水200μl,搖勻20s,加6mNaI200μl,搖勻20s,再加入氯仿/異戊醇(24/1)400μl,搖勻后15000r/min離心12min,小心吸取上層水相,移入另一離心管,加0.6倍體積的異丙醇,混勻后4℃放置15min,15000r/min離心12min,棄異丙醇,加入70%乙醇洗滌2~3次,室溫干燥,加入5μlTE緩沖液(pH=8.0)溶解DNA12~24h,4℃?zhèn)溆谩?/p>

2.模板DNA的擴增

采用聚合酶鏈反應(PCR)。反應總體積50μl,MgCl2終濃度為1.5mmol/L的1×Buffer,dNTp 0.2mmol/l,引物各20pmol,模板DNA約1.0μg,混勻,短暫離心,95℃預變性10min,加入Taq酶1.5U,液體石蠟50μl,短暫離心,按94℃ 45sec,60℃ 45sec,72℃1mim 15s循環(huán)30次,72℃延伸5min,置4℃貯存。

3.擴增產(chǎn)物的提純及酶切

取擴增產(chǎn)物20μl,加入醋酸銨至2.5mol/L,與無水乙醇混勻,4℃沉淀15min,12000r/min離心10min,棄上清,70%乙醇漂洗兩次,室溫干燥后加入含Mspi 10U的緩沖液37℃保溫2h,加入EDTA至10mmol/L終止反應。

4.擴增及酶切產(chǎn)物的檢測

(1)瓊脂糖電泳:制備2%瓊脂糖(含0.5μg/ml EB),將擴增產(chǎn)物與標準DNA(PGEM3zf(+)/HaeⅢ)點樣,電壓4v/cm,電泳,紫外燈下觀察。

(2)聚丙烯酰胺凝膠電泳:將擴增及酶切產(chǎn)物加樣于8%聚丙烯酰胺凝膠上,電壓6V/cm,電泳4h,EB染色,紫外燈下觀察。

(3)結果:擴增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖電泳,紫外燈下呈一條強熒光帶,與已知DNa Marker相比較,約位于480bp的位置,與設計相符。

擴增產(chǎn)物經(jīng)MspⅠ酶切后,在8%PAGE上,可見到三種類型:①原始帶消失,出現(xiàn)兩條新帶,長度為395bp和85bp,為含酶切位點的M+M+純合子;②酶切后除與擴增產(chǎn)物相同位置的原始帶外,還有兩條長度為395bp和85bp的帶,共三條帶,為M+M-雜合子;③酶切后僅有一條帶,與擴增產(chǎn)物位置相同,為無酶切位點的M-M-純合子。

以上三種基因型,以含酶切位點的純合型(M+M+)最多見,120例中有114例,不含酶切位點的M-M-型最少見,僅有1例,雜合型(M+M-)有5例,根據(jù)基因頻率計算方法,等位基因M+頻率為0.97,少見等位基因M-頻率為0.03。

若對冠心病患者同時進行檢測,計算基因頻率,可見到:少見等位基因M-在冠心病組比健康對照組高,有顯著性差異,但無論在冠心病組還是健康對照組,各基因型個體間的血脂、脂蛋白、載脂蛋白水平均無顯著性差異,這說明Apob MspⅠ多態(tài)性與冠心病有關,但與血中脂類水平的關系不明顯,這可能是由于環(huán)境因素,激素及其他遺傳因素對脂質(zhì)水平的影響較明顯,掩蓋了Apob MspⅠRFLP對脂質(zhì)的影響,也可能是這種多態(tài)性與ApoB基因上其他位點的多態(tài)性有連鎖關系。另外,由于少見等位基因M-的頻率很低,有必要加大樣本例數(shù),進行進一步的研究。

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