山西漢族人群腎上腺素β2受體基因多態(tài)性與冠心病的相關(guān)性研究

賈立昕,李俊男,邊云飛,劉改珍,肖傳實

冠心病是一種多基因遺傳因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致的疾病,對不同人種人群易感基因的篩選工作是基因功能研究的基礎(chǔ),也是基因診斷和治療的基礎(chǔ)。腎上腺素能β2受體屬于G-蛋白耦聯(lián)受體超家族,其信號通路在心血管疾病和代謝疾病方面都發(fā)揮重要作用[1]。已有研究證實在動脈粥樣硬化的進程中,β2受體對于人類心臟冠狀動脈的舒張有重要的調(diào)節(jié)作用[2]。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在β2受體的編碼基因中存在眾多具有高度遺傳異質(zhì)性的單核苷酸突變位點(SNP),體外實驗證實,一些SNP改變可以引起編碼氨基酸的改變(錯義突變),而使β2受體對腎上腺素能藥物刺激的反應(yīng)性發(fā)生改變[3]。其中+46A/G(Arg16Gly)rs1042713、+79G/C(Gln27GlU)rs1042714 和 +491C/T(Thrl64Ile)rs1800888,是最常見的 3個 SNP變異。

已有多項研究表明β2受體基因(ADRB2)SNP位點與冠心病密切相關(guān),但在不同人群中的研究結(jié)果卻并不完全一致[4-8]。因此,在ADRB2基因的遺傳變異和冠心病發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性值得繼續(xù)深入研究,目前國內(nèi)尚未見相關(guān)報道。本研究將選取+46A/G(Arg16Gly)rs1042713位點進行研究,在山西漢族人群中探討其與冠心病的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院2008年1月—2009年8月心內(nèi)科住院治療的冠心病患者428例,全部為經(jīng)冠狀動脈造影證實的冠心病患者。診斷符合1979年WHO頒布的缺血性心臟病診斷標(biāo)準(zhǔn)。其中男317例,女111例,年齡(59.99±10.63)歲。對照組為經(jīng)冠狀動脈造影證實無冠心病的其他病患者,共397例,其中男254例,女 143例,年齡(53.20±10.47)歲。所有入選對象均簽署知情同意書。

1.2 調(diào)查內(nèi)容 個人的一般情況、既往疾病史、疾病家族史、吸煙飲酒史;身高、體重等體格檢查,并計算體重指數(shù);測定血糖、血脂等各項生化指標(biāo)。血標(biāo)本的采集:研究對象均在抽血前嚴(yán)格禁食12 h,采集靜脈血備用。

1.3 外周血白細(xì)胞DNA的制備 5 mL外周血以0.5 mol/L EDTA-Na2抗凝后,經(jīng)過常規(guī)鹽析、酚-氯仿法提取外周血白細(xì)胞基因組DNA。

1.4 基因型鑒定 基因型鑒定是由上海翼和應(yīng)用生物技術(shù)有限公司采用連接酶檢測法(ligase detection reactions,LDR)完成。采用多重PCR技術(shù)對包含rs1042713目的DNA序列進行擴增。上游引物:5'-GCTCACCTGCCAGACTGC-3',下游引物:5'-GACCAGCACATTGCCAAAC-3'。在PCR擴增結(jié)束后采用3%瓊脂糖凝膠電泳觀察PCR產(chǎn)物的效果,以確定其作為模板在 LDR反應(yīng)中加入的量。LDR的反應(yīng)體系10 μ L,反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性2 min后;94℃30 s,50℃2 min,35個循環(huán)。LDR反應(yīng)的熒光產(chǎn)物通過ABI PRISM 377 DNA Sequencer進行分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析,基因型和等位基因頻率比較采用卡方檢驗,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1 ADRB2基因多態(tài)性位點rs1042713位點基因型的判斷通過多重PCR擴增目的DNA,3%瓊脂糖凝膠電泳顯示擴增產(chǎn)物(見圖1)。經(jīng)ABI PRISM 377 DNA Sequencer分析,在所調(diào)查的人群中可檢出3種 rs1042713的基因型,分別是A/A型、G/G型和 A/G型。A/A和G/G基因型分別在 sz90.48和sz90.70處出現(xiàn)單一波峰,而A/G基因型則在sz89.77和sz91.70處出現(xiàn)雙峰(見圖2)。

2.2 ADRB2基因rs1042713多態(tài)性位點等位基因和各基因型頻率的分布 ADRB2基因rs1042713位點多態(tài)性的基因頻數(shù)分布符合Hardy-Weinberg平衡(P＞0.05)。其基因型和等位基因頻率的分布見表1,以顯性遺傳模式分析發(fā)現(xiàn)A等位基因型頻率顯著低于對照組(45.8%vs56.7%,P=0.002,OR=1.548)。

表2 ADRB2基因rs1042713多態(tài)性位點等位基因和各基因型頻率的分布

3 討 論

本研究在山西漢族人群中對ADRB2基因變異與冠心病的關(guān)系進行了探討。β2受體是交感神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分,在體內(nèi)各種組織均有不同程度表達,包括心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、支氣管平滑肌細(xì)胞等,并參與調(diào)節(jié)心率、血壓、呼吸等多種生理功能。β2受體在冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞上均有表達[9-11],且能引起正常冠狀動脈的微循環(huán)血管的舒張。同時已有實驗證實在動脈粥樣硬化的進程中,β2受體對于人類心臟冠狀動脈的舒張有重要調(diào)節(jié)作用[2]。人類β2-AR基因(ADRB2)位于5號染色體長臂3區(qū) 1帶和2帶之間(5q31～5q3Z),大多數(shù)哺乳動物(包括人類)β2-A R基因無內(nèi)含子,只有一個外顯子,共編碼413個氨基酸殘基[12]。其最常見的3個SNP變異+46A/G(Arg16Gly)rs1042713、+79G/C(Gln27GlU)rs1042714和+491C/T(Thrl64Ile)rs1800888,均位于編碼區(qū)。

以往對β2受體基因多態(tài)性與冠心病的相關(guān)性研究尚無定論。Khahd等對沙特阿拉伯人 rs1042714位點的研究表明,雜合子C/G和純合子G/G是沙特阿拉伯人冠心病的獨立危險因子[4]。而M axwell等[5]發(fā)現(xiàn)不同種族β2-AR基因的雜合子C/G和純合子G/G的基因型頻率不同。Piscione等[6]對330例冠心病患者Thrl64Ile位點的關(guān)聯(lián)性研究結(jié)果顯示,該位點與冠心病相關(guān),同時進行36個月的隨訪,發(fā)現(xiàn)該位點的突變還與冠心病的預(yù)后密切相關(guān)。Yamada等[7]在對日本患者的研究中發(fā)現(xiàn)β2受體基因的突變會使心肌梗死發(fā)病率增高。同樣這一結(jié)果也在歐洲人群中得到證實[8]。

在本次實驗中,選取了山西漢族人群檢測ADRB2基因rs1042713位點在冠心病及對照組中的基因型分布,發(fā)現(xiàn)該位點A/G多態(tài)性與冠心病的發(fā)病密切相關(guān),并以顯性遺傳模式分析,發(fā)現(xiàn)在冠心病病例組中ADRB2基因rs1042713位點A等位基因型頻率顯著低于對照組,A等位基因可能是山西漢族人群冠心病的保護因素之一。同時本實驗尚有不足之處,主要有:①本實驗的病例均來自于臨床診治機構(gòu),未能全面的反應(yīng)該位點在所代表人群中的分布狀況;②樣本量有待進一步擴大。

總之,本研究首次在山西漢族人群中研究了ADRB2基因的遺傳變異與冠心病的相關(guān),對進一步理解冠心病的發(fā)生發(fā)展機制以及其防治提供了新的線索。

[1] Johnson JA,Terra SG.Beta-adrenergic receptor polymorphisms:Cardiovascular disease associations and pharmacogenetics[J].Pharm Res,2002,19:1779-1787.

[2] Barbato E,Piscione F,Bartunek J,et al.Role of beta 2 adrenergic receptors in human atherosclerotic coronary arteries[J].Circulation,2005,111(3):288-294.

[3] Green SA,Turki J,Innis M,et al.Amino-terminal polymorphisms of the human beta 2-adrenergic receptor impart distinct agonistpromoted regulatory properties[J].Biochemistry,1994,33(47):14368.

[4] Abu-Amero KK,A L-Boudari OM,M ohamed GH,et al.T he Glu27 genotypes of the Beta2-adrenergic receptor are predictors for severe coronary artery disease[J].BM C Medical Genetics,2006,1186:1471-2350.

[5] Max well T J,Amey aw MM,Pritchard S,et al.Beta-2 adrenergicceptor genotypes and haplotypes in different ethic g roups[J].Int J Mol M ed,2005,16:573-580.

[6] Piscione F,Chiariello M.Effects of Ile164polymorphism of beta2-adrenergic receptor gene on coronary artery disease[J].Am Coll Cardiol,2008,52:1381-1388.

[7] Yamada Y,Izawa H,Ichihara S,et al.Prediction of the risk of myocardial infarction from polymorphisms in candidate genes[J].N Engl J Med,2002,347:1916-1923.

[8] Herrmann SM,Nicaud V,Tiret L,et al.Polymorphisms of the β2-adrenoceptor(ADRB2)gene and essential hypertension:The ECTIM and PEGASE studies[J].J Hypertens,2002,20:229-235.

[9] Ferro A,Kaumann AJ,Brown MJ.Beta-adrenoceptor subtypes in human coronary artery:Desensitization of beta2-adrenergic vasorelaxation by chronic beta1-adrenergic stimulation in vitro[J].J Cardiovasc Pharmacol,1995,25(1):134-141.

[10] Vatner SF,Hintze TH,Macho P.Regulation of large coronary arteries by beta-adrenergic mechanisms in the conscious dog[J].Circ Res,1982,51(1):56-66.

[11] Hodgson JM,Cohen MD,Szentpetery S,et al.Effects of regional alpha-and beta-blockade on resting and hyperemic coronary blood flow in conscious,unstressed humans[J].Circulation,1989,79(4):797-809.

[12] Kobilka BK,Dix on RA,Fridle T,et al.cDNA for the humanβ2-adrenergic receptor:A protein with multiple membrane-spanning domains and encoded by a gene whose chromosomal location is shared with that of the receptor for platelet-derived g rowth factor[M].Proc Natl Acad Sci USA,1987:84-86.