第三節(jié) 載脂蛋白B基因多態(tài)性的檢測
《動脈粥樣硬化》
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(zhuǎn)運,、代謝、維持體內(nèi)脂質(zhì)水平的恒定起重要作用,。大量臨床資料及流行病學(xué)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(guān),,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(biāo)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(dǎo)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(fù)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(guān)系,。
一、分析ApoB基因多態(tài)性的方法
對ApoB基因多態(tài)性進(jìn)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(jìn)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(jìn)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’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(xué)者對ApoB基因RFLPs與動脈粥樣硬化之間的關(guān)系進(jìn)行了研究,。多數(shù)學(xué)者認(rèn)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(xué)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(yán)格的,、明確的標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)記之間可能存在連鎖關(guān)系,可導(dǎo)致結(jié)論互不相同,。
2.VNTR的檢測
VNTR(數(shù)目可變的串聯(lián)重復(fù)順序)是繼RFLPs之后的又一類具有高度多態(tài)性的遺傳標(biāo)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(gòu)成不同的等位基因,產(chǎn)生不同的重復(fù)序列拷貝數(shù),。以VNTR兩側(cè)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(fù)次數(shù)不同,,重復(fù)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(xué)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(fù)序列的等位基因與冠心病、血漿膽固醇水平升高有關(guān),,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(guān)。
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(guān)系。Peacock等提出Ins/del多態(tài)性與冠心病的發(fā)展,,即其嚴(yán)重程度有關(guān),,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(jìn)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(xì)胞DNA,,此法結(jié)果穩(wěn)定,,但操作較繁瑣,在此采用改進(jìn)的Na裂解法提取人白細(xì)胞DNA,,簡便,、快速、靈敏,、經(jīng)濟(jì),,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(yīng)(PCR)。反應(yīng)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(yù)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(yīng),。
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(biāo)準(zhǔn)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(jié)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(shè)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(jìn)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(guān),,但與血中脂類水平的關(guān)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(guān)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(jìn)行進(jìn)一步的研究,。
- 標(biāo)簽:
- 高脂血癥
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