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目的:研究淀粉样前体蛋白β位点裂解酶1(β-siteamyloidprecursorprotein-cleavingenzymel,BACE1)基因启动子区多态性与散发性阿尔茨海默病(sporadicAlzheimersdisease,SAD)发病的关系及其机制,从而为阐明SAD的发病机制提供实验和理论依据。
方法:随机选取25名SAD患者和25名正常人进行BACE1启动子测序,筛查变异位点。利用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(polymerasechainreaction-restrictionfragmentlengthpolymorphism,PCR-RFLP)或直接测序的方法对中国北方汉族429例SAD患者和346名正常对照者进行基因多态性分型。采用SPSS16.0统计软件包进行等位基因和基因型分布的比较及它们与疾病的关联分析。选取双荧光报告基因系统(pGL3-Basic及pRL-TK)为报告基因载体,用基因重组和定点突变的方法构建含不同基因型启动子的报告基因质粒,转染入神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)和人宫颈癌上皮细胞(HeLa)胞,检测荧光素酶的活性,计算相对荧光素酶活性(relativeluciferaseactivity,RLA)以表示含不同启动子构建质粒的转录活性。同时检测分别用降低能量和凋亡(血清剥夺)、化学缺氧(Na2S2O4)及模拟AD病理环境(Aβ25-35)处理后各启动子的转录效率。采用SPSS16.0统计软件包进行统计分析。用生物素标记的包含不同等位基因的探针分别与SH-SY5Y核提取物、HeLa核提取物进行凝胶电泳迁移率实验(electrophoreticmobilityshiftassays,EMSA),并用50~100倍未标记的自体及异体探针进行竞争抑制实验,检测每对探针与核转录因子的结合是否存在差别。
结果:
(1)中国北方汉族人群中的BACE1启动子区存在两个多态性位点-918G/A(rs4938369)和-2014T/C(rs3017608)。
(2)对BACE1启动子的遗传学分析得出,-918G/A多态性在SAD和正常对照组中的基因型频率(P~0.011)和等位基因频率(P=0.004)有显著性差异,在不携带APOEε4的人群中-918G/A多态性的基因型频率(P=0.013)及等位基因频率(Pl0.004)也存在显著性差异;-918GG基因型可增加AD的发病风险,大约是GA+AA基因型的1.7倍(OR=1.667,95%CI=1.087—2.556,P=0.019)。-918G/A和-2014T/C存在连锁不平衡关系,单体型-918G/-2014T可能增加AD的发病风险(OR=1.320,95%CI=1.054~1.652,P=0.016),而单体型-918A/-2014C可能起到保护作用(OR=0.725,95%CI=0.558~0.942,P=0.016)。(3)双荧光基因报告分析表明pGL-GT的转录活性显著高于pGL-AT和pGL-AC的转录活性,约增加1.5-1.7倍(HeLa细胞中P=0.000;SH-SY5Y细胞中P=0.000)。缺氧处理后,含不同单体型质粒的转录活性均较非处理组增高(P=0.000),pGL-GT转录活性增高的水平(2.7倍)与pGL-AT和pGL-AC(1.28信;1.31倍)相比更为显著。EMSA显示-918G/A多态性位点的两等位基因之间存在核转录因子结合的差别,-918G等位基因与A等位基因相比显示更强的核转录因子结合能力。
结论:
(1)BACE1启动子区-918G/A多态性可能与SAD发病有关,携带GG基因型或-918G/-2014T单体型可能增加SAD的发病风险。
(2)-918G/A多态性可能改变了与核转录因子的结合,影响BACE1转录活性而参与AD的发生发展。