脂蛋白脂肪酶基因與動(dòng)脈粥樣硬化

1、脂蛋白脂肪酶基因與動(dòng)脈粥樣硬化         11-01-24 10:55:00     作者：滕亞娟，張華    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  脂蛋白 脂肪酶基因 動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是缺血性心腦血管疾病重要的病理生理基礎(chǔ)，其危險(xiǎn)因素包括高膽固醇血癥、吸煙、糖尿病、肥胖、高血壓和家族史等，但確切的病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全明了。目前許多研究脂蛋白脂肪酶(lipoprotein l

2、ipase,LPL)基因與AS的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，本文對近幾年的研究介紹如下。1 脂蛋白脂肪酶概述脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase LPL)，全稱為三脂酰甘油蛋白脂?；饷?，習(xí)慣上稱為脂蛋白脂肪酶1。成熟的LPL是由448個(gè)氨基酸組成的糖蛋白，分子量為65000，LPL主要由脂肪細(xì)胞、心肌、骨骼肌等肝外實(shí)質(zhì)細(xì)胞合成分泌、釋放入血后，借助硫酸肝素等葡糖胺聚糖結(jié)合在毛細(xì)血管內(nèi)皮上，活性形式為通過非共價(jià)鍵結(jié)合形成的同二聚體，其催化中心由Ser132、Asp156、His241組成。載脂蛋白C為LPL的激活劑1。LPL的主要生理功能是水解血液中富含甘油三酯(triglycerid

3、e,TG)脂蛋白中的三脂酰甘油，生成的甘油、脂肪酸可供組織氧化分解并提供能量。它在乳糜微粒(chylomicron,CM)和極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)的分解代謝中具有關(guān)鍵性作用2。乳糜微粒(CM)是運(yùn)輸外源性甘油三酯及膽固醇酯的主要形式。脂肪消化吸收時(shí)小腸黏膜再合成的甘油三酯，連同合成及吸收的磷脂及膽固醇，加上載脂蛋白(apo)B48A1 AIV A等形成新生的CM。新生CM經(jīng)淋巴管進(jìn)入血液，從高密度脂蛋白(HDL)獲得apoC及E，并將部分apoAI AIV A轉(zhuǎn)移給HDL形成成熟的CM。新生CM獲得apoC后，其中的apoC激活肌肉

4、、心及脂肪組織毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的LPL。LPL使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解，產(chǎn)生甘油、脂肪酸及溶血卵磷脂等。apoC是LPL不可缺少的激活劑，使其活性增加1050倍。在LPL的反復(fù)作用下，CM內(nèi)核的甘油三酯90%以上被水解，釋放出的脂肪酸為心肌、骨骼肌、脂肪組織及肝組織所攝取利用，同時(shí)其表面的apoA A A、C等連同表面的磷脂及膽固醇離開CM顆粒，形成新生的HDL，CM顆粒逐步變小，最后轉(zhuǎn)變成為富含膽固醇酯、apoB48及apoE的CM殘粒，后者為肝細(xì)胞膜apoE受體結(jié)合并被肝細(xì)胞攝取利用。極低密度脂蛋白(VLDL)是運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯的主要形式。肝細(xì)胞可以用葡萄糖為原料合成甘油三酯

5、。也可利用食物及脂肪組織動(dòng)員的脂肪酸合成脂肪，然后加上apoB100、E以及磷脂、膽固醇等即形成VLDL。此外，小腸黏膜細(xì)胞亦可合成少量VLDL。VLDL分泌入血后，從高密度脂蛋白(HDL)獲得apoC，其中apoC激活肝組織毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的LPL。和CM一樣VLDL的甘油三酯在LPL作用下逐步水解，同時(shí)其表面的apoC、磷脂及膽固醇向HDL轉(zhuǎn)移，而HDL的膽固醇酯又轉(zhuǎn)移到VLDL。2 脂蛋白脂肪酶基因結(jié)構(gòu)和功能自1987年，已成功地從雞、牛、人類和小鼠中克隆到了LPL基因，并進(jìn)行了順序分析3。通過原位雜交等方法，已將人LPL基因定位于8號染色體短臂8p22上，全長30kb，含9個(gè)內(nèi)含子

6、和10個(gè)外顯子4，5側(cè)上游存在多種表達(dá)調(diào)控序列，可轉(zhuǎn)錄在3.549kb成熟mRNA。外顯子1編碼5端非翻譯區(qū)和27個(gè)氨基酸殘基的信號肽。外顯子25分別編碼161、180、112、234個(gè)氨基酸殘基，形成以折疊為主的二級結(jié)構(gòu)，構(gòu)成酶的底物結(jié)合域和催化活性中心。其中由Ser132、His241、Asp156構(gòu)成的三聯(lián)體是保持酶催化活性的重要結(jié)構(gòu)，與鼠肝性脂酶、豬胰脂酶等有高度同源性。外顯子69分別編碼243、121、183和105個(gè)氨基酸殘基。構(gòu)成的結(jié)構(gòu)域參與肝素、Apo-C和亞基間的結(jié)合。其中外顯子9編碼的第279300位含有豐富的堿性氨基酸，與血管內(nèi)皮表面的肝素結(jié)合。外顯子10長達(dá)1.948k

7、b，是最大的外顯子，編碼終止密碼最后一個(gè)核苷酸和mRNA的3端非翻譯區(qū)，且與mRNA穩(wěn)定有關(guān)3。脂蛋白脂肪酶(LPL)的突變有可能影響其催化功能，甚至造成嚴(yán)重的以甘油三酯水平升高為主要特征的高乳糜微粒血癥，并出現(xiàn)一系列的臨床癥狀，這些突變的發(fā)現(xiàn)為深入探討LPL的催化機(jī)理、明確診斷以及有效治療提供了豐富的資料。3 脂蛋白脂肪酶基因突變的分布目前文獻(xiàn)報(bào)道的LPL基因突變有105種，遍及調(diào)控區(qū)、內(nèi)含子和外顯子，是已報(bào)道的基因突變最豐富的蛋白質(zhì)之一。其中調(diào)節(jié)區(qū)4種：-93TG，引起雜合子家族性聯(lián)合高脂血癥(familiai combined hyperlipidemia,FCHL)，使冠狀動(dòng)脈疾病風(fēng)險(xiǎn)

8、增加，與Asp9Asn連鎖;-53GC，啟動(dòng)子活性降低，可能造成FCHL;-39TC，啟動(dòng)子活性降低，可能造成FCHL;+13+19CC，5非翻譯區(qū)插入，降啟動(dòng)子活性。內(nèi)含子8種：內(nèi)含子1(-2至-4缺失，外顯子2跳躍);內(nèi)含子2(GA，受體拼接點(diǎn)突變)，內(nèi)含子2(GA，供體拼接點(diǎn)突變);內(nèi)含子3(CT，距受體拼接點(diǎn)5端6bp)，內(nèi)含子6(4212T/C，4509T/C，4575A/C)4。內(nèi)含子8(Hind多態(tài)性與Ser447stop連鎖)。余93種均發(fā)生在外顯子區(qū)。在外顯子中，除外顯子10外均有基因突變報(bào)道。在已有突變報(bào)道的9個(gè)外顯子中，以外顯子6和5檢出突變種類最多，分別為26和25種之

9、多。其次為外顯子3，為15種。以外顯子1報(bào)道的突變最少，僅為1種。4 脂肪白脂肪酶基因突變常用的檢測方法以前LPL突變檢測人群主要集中在家族性高脂血癥，特別是高乳糜微粒血癥患者。LPL純化相當(dāng)困難，其蛋白質(zhì)序列是從cDNA的核酸序列推測出來的。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使LPL突變的檢測轉(zhuǎn)移到基因組DNA，并建立了一系列的檢測技術(shù)，且隨著這些技術(shù)的普及，使在更大范圍內(nèi)檢測LPL突變成為可能，故不斷有新的LPL突變被發(fā)現(xiàn)。檢測LPL突變常用的方法有：聚合酶鏈反應(yīng)-單鏈構(gòu)象多態(tài)性(PCR-SSCP)，聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)，聚合酶鏈反應(yīng)-寡核苷酸探針雜交(PCR

10、-ASO)，聚合酶鏈反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)，聚合酶鏈反應(yīng)-變性高壓液相色譜(PCR-Dhplc)，溫度調(diào)控高效液相色譜(PCR-TmHPLC)5，PCR-直接測序，聚合酶鏈反應(yīng)-毛細(xì)血管電泳(PCR-CE)，酶切后SSCP。逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)后直接測序等。5 脂蛋白脂肪酶基因與動(dòng)脈粥樣硬化的研究5.1 脂蛋白脂肪酶基因多態(tài)性 樊蕓等6對成都地區(qū)內(nèi)源性HTG患者和血脂正常者脂蛋白脂肪酶(LPL)基因內(nèi)含子6Pvu多態(tài)性進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HTG患者和正常人均以P+等位基因?yàn)橹?，HTG組以P+P+基因型為主，而正常對照組以P+P-基因型為主。LPL基因P+P+

11、基因型與中國人內(nèi)源性HGT的遺傳易感性有一定關(guān)聯(lián);LPL基因內(nèi)含子8Hind酶切位點(diǎn)的多態(tài)性與中國人b型高脂蛋白血癥有一定關(guān)聯(lián)7;LPL基因內(nèi)含子8Hind酶切位點(diǎn)的多態(tài)性與中國人內(nèi)源性HTG有一定的相關(guān)性。蘇智廣等8研究了110名健康人和102例冠心病患者LPL基因第6外顯子和第6內(nèi)含子的片段，發(fā)現(xiàn)在LPL基因第6內(nèi)含子中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)尚未報(bào)道的SNP(42121/c、45091/c和45761/c)。它們的頻率在被檢測的冠心病患者和健康人群中存在差異，其中42121/c和45761/c兩組間差異有顯著性。LPL基因SNP8的研究可能對冠心病等復(fù)雜疾病機(jī)理的認(rèn)識(shí)有重要價(jià)值。趙水平等9研究了132例冠心病患者及120例非冠心病者，發(fā)現(xiàn)LPL基因Ser447Ter突變雜合子(CG型攜帶者)和純合子(GG型攜帶者)血TG濃度低于無Sex447Ter突變者(cc型攜帶者)，前者HDL和膽固醇水平高于后者;這種效應(yīng)女性攜帶者更為明顯。汪俊軍等10檢測200例冠心病患者膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(CETP)基因15外顯子D44