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编号:11376402
新疆哈萨克族人β2肾上腺素受体基因G(1023)A多态性与高血压的关联分析
http://www.100md.com 《新疆医科大学学报》 2007年第1期
     摘要:目的:探讨新疆哈萨克族人β2肾上腺素受体(β2AR)基因G(1023)A多态性与原发性高血压的关系。 方法:用直接测序法对β2AR基因进行测序,寻找和验证单核苷酸多态性(SNP)在哈萨克族高血压群体中的存在;应用多聚酶链反应、限制性片段长度多态性技术(PCRRFLP)对新疆哈萨克族人β2AR基因编码区起始点上游1023(1023)位点进行基因分型。结果:(1)在β2AR基因调控区1023位点存在一高频SNP;(2)β2AR基因1023位点多态基因型频率在该群体中分布符合HardyWeinberg平衡;(3)该位点各基因型频率和等位基因频率在哈萨克族高血压组和正常对照组的分布差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:β2AR基因1023位点多态性可能与新疆哈萨克族人高血压相关。

    关键词:高血压病; β2肾上腺素受体基因; 哈萨克族; 单核苷酸多态性

    Association analysis of β2adrenergic receptor polymorphisms with hypertension in Xinjiang Kazakh

    ZHANG Liping, WANG Shizhen, ZHAO Xuexin,et al

    (Department of Biochemistry, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China)

    Abstract: Objective: To investigate the relationship of polymorphism of β2adrenergic receptor (β2AR) gene with essential hypertension (EH) of Kazakh in Xinjiang, Search the distribution of β2AR genotype frequency in Kazakh. Methods: The sequence of the β2AR gene promoter was detected for identifying SNP in Kazakh group. The segment of β2AR was amplified from DNA by polymerase chain reaction (PCR). The PCR products were digested by restriction endonuclease. Results: (1) 1023 polymorphism with highly frequency was found in β2AR promotor. (2) The genotypes of the variants were found to be in HardyWeinberg equilibrium in Kazakh groups. (3) The frequency of genotype in EH group was significantly different from that in NT group in Kazakh population (P<0.05). Conclusion: The results suggested that the 1023 polymorphism of β2AR gene might be associated with hypertension with Kazakh groups.

    Key words: essential hypertension;β2adrenergic receptor gene;Kazakh ethnic;

    SNP原发性高血压(EH)是严重威胁人类生活质量和生命健康的多发病,也是导致心、脑血管病和肾病的主要危险因素。原发性高血压是遗传易感性和环境因素相互作用的结果,个体间血压差异有30%是由遗传决定的[1]。在遗传因素方面,多个基因参与了其发病过程,高血压病的相关基因具有种族和地区特异性[2], 基因与基因、环境与基因间的相互影响的复杂性导致不同人群甚至不同个体的易感基因组合不同。因此,从分子水平探求高血压病的发病机制颇为重要。目前国内外已有较多的相关研究,吴弘等[3]对来自安徽大别山地区的正常血压和高血压人群进行单核苷酸多态性(SNP)基因分型,对该基因调控区1.3 kb范围进行测序,共检出2个SNP,均为G→A碱基转换,分别位于距编码区起始位点上游1023和654碱基处,其中1023位点各基因频率与该群体重度高血压相关,654位点则与高血压不相关。鉴于以上基础研究工作,并考虑到哈萨克族是新疆主要少数民族且有较高的EH患病率,本研究以新疆地区哈萨克族人为研究对象,进一步探讨β2肾上腺素受体(β2AR)基因1023位点多态性在EH发病机制中的作用,为寻找该地区人群高血压病病因提供理论依据。

    1材料与方法

    1.1对象选取高血压流行病学调查时所采集的新疆哈萨克族高血压患者100例(高血压组),男性50例,女性50例,年龄(51.85±10.12)岁。收缩压≥140 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa) 和(或) 舒张压≥90 mmHg,并排除继发性高血压;正常对照组100例,男性50例,女性50例,年龄(53.39±9.46)岁。收缩压<140 mmHg且舒张压<90 mmHg,无高血压家族史。诊断标准参照1999年WHO/ISH高血压诊断分类标准。所有研究对象均无血缘关系,无异族通婚史,排除过量饮酒、服用避孕药者。

    1.2方法

    1.2.1DNA提取用经典的蛋白酶K消化,酚、氯仿抽提基因组DNA;用quantity one 软件测定DNA浓度并标化至25 ng/μl。

    1.2.2DNA序列测定随机选取哈萨克族高血压标本12例和正常血压标本12例进行测序。根据UCSC数据库中β2AR基因序列,应用primer premier 5软件设计引物(上海生工生物工程技术公司合成),序列分别为:上游引物:5′GCA CAC AAC TTT CTC TCT CTG3′,下游引物:5′CAC AGC CAT AGA CAC TGA GAC3′。PCR扩增产物采用ABI3100全自动测序仪进行核苷酸序列测定。

    1.2.3β2AR基因1023位点突变基因型检测(1) PCR 扩增:用PCR 技术扩增β2AR 基因中包含1023多态的基因序列。引物用primer premier 5软件设计,序列为: 上游 5′CCA GAT AAA ATC CAA AGG GTA AAA C3′,下游5′CAG GAG GTG ACT TCA ACA GCG GC3′(由上海赛百盛合成)。由于该多态未形成或破坏某个酶切位点,为了产生HaeⅢ 酶切位点,需在PCR引物中引入酶切位点,划线碱基即为错配碱基,在10 μl 的扩增体系中含有15 ng 的模板DNA ,引物各0.7 μmol/L、0.2 mmol/L dNTPs、1U Taq DNA 聚合酶(上海生工生物工程技术公司合成)。反应条件为94℃预变性6 min, 35个循环中94℃变性30 s, 60℃退火30 s, 72℃延伸45 s, 最后72℃总延伸5 min;产物为118 bp,经2% 琼脂糖凝胶电泳, EB 染色,凝胶成像仪成像。 (2)基因型检测: PCR 扩增产物酶切及电泳:将PCR 扩增产物取5 μl用2 U HaeⅢ(NEB公司)内切酶酶切,总体系为10 μl,37℃水浴过夜,样品在4%的琼脂糖凝胶电泳, EB染色,凝胶成像分析系统下观察、拍照。

    1.2.4其他指标检测血浆胆固醇、甘油三酯、血糖、血清钠、血清钾等指标的测定均在全自动化生化分析仪上进行。

    1.3统计学处理所有数据应用SPSS 10.0软件进行统计学分析,计算正常血压组基因型频率以确认符合HardyWeinberg平衡,由基因型频率计算等位基因频率,2组间等位基因频率和基因型频率比较采用χ2检验。组间临床表型计量资料比较采用成组t检验,分类资料采用χ2检验,检验水准α=0.05。

    2结果

    2.1高血压组和正常对照组临床指标比较2组收缩压、舒张压比较差异有统计学意义(P<0.05);性别、年龄、体重指数、胆固醇、甘油三酯和血糖差异无统计学意义(表1)。

    表1高血压组和正常对照组临床资料比较 (略)

    2.2DNA测序使用DNAstar软件对所得测序结果与Genbank中的序列比较,发现在β2AR 基因启动子区1023位点处存在一高频多态,与SNP库中多态一致(rs2053044)(图1)。

    图1β2AR 基因G(1023)A多态位点测序图,基因型分别为GG、AA、AG 略

    2.3β2 AR基因 1023位点多态性分析受检者DNA经多聚酶链反应扩增, 产物为118 bp的片段。若在此片段中存在1023位点突变, 则产生限制性内切酶HaeⅢ 的切点, 导致了3种基因型: AA型(无酶切位点), 酶切产物长度为118 bp;GG 型(存在酶切位点),酶切产物长度为96 bp和22 bp; AG型为杂合子,酶切产物长度为118 bp、96 bp和22 bp (图2)。

    2.4高血压病组与对照组β2AR基因1023位点基因型和等位基因频率分析经检验基因型频率已达到HardyWeinberg平衡,具有群体代表性,在遗传学上可代表新疆地区的哈萨克族人群。其中GG、AG、AA基因型频率在高血压组和对照组中分别为26%、56%、18%和41%、50%、9%,2组间差异有统计学意义(P<0.05)。A等位基因频率在高血压组和对照组分别为46%和34%,2组间差异亦有统计学意义(P<0.05)(表3)。

    图2 略

    表3高血压组和对照组β2AR基因 1023位点基因型和等位基因频率分布比较[略]

    3讨论

    高血压病是常见的多基因遗传性疾病[4,5],遗传因素在高血压的发病过程中占有重要地位。将基因型和表型进行相关性研究,对探讨高血压的发病机制有着重要意义。SNP是最常见的DNA多态性类型,不仅在基因组中分布广、数量大,而且更适于快速、规模化的筛查和基因分型,已成为最有前景的遗传学标记。许多SNP位点如位于调控区和编码区的SNP很可能引起基因功能的改变,或产生时空不适的表达,或使表达下降,或造成蛋白质结构的变化。事实上,这一类SNP位点是造成个体差异的最根本的遗传因素,是未来多基因病、环境基因组学和药物遗传学研究的主要对象。对于高血压等复杂疾病而言,大量SNP的确定将为探究疾病的基因定位以及基因和环境之间易感性等问题提供新的契机。本研究旨在探讨中国新疆哈萨克族遗传隔离群的β2AR基因1023位点多态性与高血压病的关系。哈萨克族是新疆的主体民族且为我国高血压患病率最高的5个民族之一,为19.62%[6],发病年龄较早,从地理位置及血缘上为相对封闭的人群,遗传背景和生活方式较为一致,哈萨克族农民或牧民社会压力都较小,因此是在新疆开展高血压病因学研究的代表性民族。1987年,Kobilka等[7]首先测得β2AR cDNA全序列,基因定位于人类染色体5q31~32,无内含子,长约1 239 bp,编码413个氨基酸,有7个疏水残基组成跨膜结构域,N末端位于细胞外,包括2个天门冬酰胺连接的糖基化位点,跨膜结构域与3个细胞外环和3个细胞内环相连接;C末端位于细胞内,该基因是与G蛋白偶联的受体,通过增加cAMP途径发生作用[8]。因此,β2AR是交感神经系统的重要组成部分,通过改变血管紧张性、调节肾素释放、影响水盐代谢等途径调节血压,对血压的短期和长期调节均有重要的影响。Bray 等[9]通过基因组定位分析研究发现位于5号染色体上的β2AR基因是原发性高血压的一个易感基因。而Reishaus等[10]应用多重PCR技术加直接测序的方法研究发现β2AR基因在英、美高加索人群中存在9个SNPs,分别位于第46、79、100、252、491、523、1 053、1 098和1 239位核苷酸。本研究结果发现:β2AR基因1023位点多态性等位基因频率和基因型频率在高血压组和正常对照组差异有统计学意义,因此可以初步认为β2AR基因1023位点多态性可能与新疆哈萨克族高血压的发生有关。但对该位点的进一步认识尚需扩大样本,并在其他群体中进行验证。同时,从整个基因的角度,联合其他多态位点(+A46G、+G79C等),探索不同单倍型组合与高血压的相关性,并在此基础上进行该基因功能的研究。原发性高血压病的发病机制十分复杂,是由多基因决定和多种环境因素共同作用所致,目前研究主要集中在识别与高血压相关的基因序列变异,尚处在高血压分子遗传机理研究的初级阶段,对于高血压病候选基因在不同种族的研究以及对于重要候选基因在高血压病中的作用和地位的研究有待深入进行。

    参考文献:

    [1]Ward R. Familial aggregation and genetic epidemiology of blood pressure. In: Laragh JH, Brenner BM. eds. Hypertension: Pathophysiology. Diagnosis and Management[M]. NewYork: Raven Press, 1990,81100.

    [2]O′Donnell CJ, Kannel WB. Is there a racial predisposition to hypertension?[J]. Hypertension ,1998,32:817819.

    [3]吴弘,肖君华.高血压患者β2肾上腺素能受体基因5′调控区单核苷酸多态性研究[J].中华医学杂志,2001,1:2326.

    [4]Lander ES, Schork NG. Genetic dissection of complex traits[J]. Science, 1994, 265:20372048.

    [5]Yang F, Xue FY, Zhong WW, et al. Chromosomal organization of adrenergic receptor genes[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1990, 87:15161520.

    [6]全国高血压抽样调查协作组.中国人群高血压患病率及变化趋势[J]. 高血压杂志,1995,(3):713.

    [7]Kobilka BK, Dixon RAF, Frielle T, et al. cDNA for the human β2adrenergic receptor[J].Proc Natl Acad Sci USA,1987,84∶4650.

    [8]Giacobino JP. β3adrenoceptor anupdate[J]. Eur Endocrinol,1995,132:377.

    [9]Bray MS, Krushkal J, Li L, et al. Positional genomic analysis identifies the beta(2)adrenergic receptor gene as a susceptibility locus for human hypertension[J]. Circulation, 2000, 101(25):28772882.

    [10]Reishaus E, Innis M, Macintyre N, et al. Mutations in the gene encoding for the β2adrenergic receptor in normal and as thematic subjects[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 1993,8:334339.

    作者简介:张丽萍(1976-),女,在读博士,研究方向: 新疆哈萨克族高血压病的分子机制。

    新疆医科大学1基础医学院生物化学教研室, 2第一附属医院心内科, 3基础医学院生物学教研室, 新疆乌鲁木齐830054, 百拇医药(张丽萍1, 汪师贞2, 赵学信1, 陈健刚3, 夏米西努尔·伊力克3)