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[摘要] 阿尔茨海默病是一种慢性进行性神经退行性疾病，为老年痴呆最普遍的一种。目前研究认为遗传因素、环境因素和免疫因素等均参与了AD的病理生理过程。家族性AD多呈常染色体显性遗传，与淀粉样前体蛋白（APP）、早老素1（PS1）、早老素2（PS2）基因突变有关。晚发性AD（LOAD）以及散发性AD（SAD）最主要的遗传危险因子是ApoEε4等位基因，但它只与50%的AD有相关，存在其他遗传危险因子。本文就8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1基因、环氧合酶2基因多态性与AD的关系的研究现状及进展做一简要综述。
[关键词] 8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1；环氧合酶2；阿尔茨海默病；单核苷酸多态性
[中图分类号] R749.16 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）14-0023-03
阿尔茨海默病为老年痴呆患者中最普遍的一种进行性的神经退行性疾病。Alzheimer’s病的病因迄今为止不明，人们一般认为AD是一种复杂的异质性的疾病，有多种因素及机制均可能参与了AD病理生理的改变的过程，如遗传因素、环境因素和免疫因素等。最新的研究结果认为，在众多的有关发病机制假说中，基因及遗传的异常可能构成AD的最初机制，而胆碱能神经递质减少、神经原纤维缠结、神经元细胞死亡、突触毁损等则可能构成了AD发病机制中的末端环节[1]。我们目前已经明确的与AD疾病相关的基因有早老基因1、早老基因2、β-淀粉样前体蛋白和载脂蛋白E等。AD分为家族性AD和散发性AD。其中家族性AD多呈常染色体显性遗传，与淀粉样前体蛋白（APP）、早老素1（PS1）、早老素2（PS2）基因突变有关。散发性AD占病人总数的的60%以上，ApoEε4等位基因为晚发性AD（LOAD）以及散发性AD（SAD）的最主要的遗传危险因子[2]，但它只与50%的AD有相关性，不能构成其充分必要条件，存在其他遗传危险因子。流行病学及基因组学的研究表明某些基因的多态性可能和迟发型AD有关。近些年来我们从基因多态性的角度审视本病，已经发现了许多和AD相关基因，如OGG1基因的326位多态位点、COX-2基因的几个潜在功能区的多态位点（765和1195）等。
1 OGG1
1.1 OGG1概述
8-羟基鸟嘌呤糖苷酶（hOGG1）是涉及DNA氧化损伤修复的重要基因，参与碱基切除修复过程，维持机体内环境的稳定。hOGG1基因存在于人体染色体3p26区域，它的产物和酵母yOGG1蛋白有38%同源性，全部基因由7个外显子及6个内含子组成，起始子（ATG）、终止子（TAG）序列分别位于第1及第7外显子中。hOGG1的基因序列中无TATA盒及CAATA盒，证明其属于管家基因。hOGG1基因mRNA初级转录产物在经过不同剪接后形成了两个开放式阅读框（ORFS），进而产生两种不同的mRNA，α-hOGGI和β-hOGGI。我们发现α-hOGGI主要存在于细胞核中，其参与细胞核中DNA的8-oxoG的修复，β-hOGGI主要存在于线粒体中，其参与线粒体氧化损伤的修复。我们发现人类T细胞中OGG1存在七种亚型：OGG1（1a、1b），OGG1（2a， 2b，2c，2d和2e）。我们发现在人体组织，尤其是脑组织中，存在大量的OGG1，其mRNA具体为OGG1-1a、2a，但OGG1的7种亚型中，OGG1-1a， 1b， 2a， 2d和2e这五种都是8-oxo2dG切除修复DNA所必需的[3]。
1.2 OGG1基因与AD
位于hOGG1基因第7个外显子的1245位的C/G多态性，能使第326位的密码子形成丝氨酸及半胱氨酸，最终形成Hogg1-Cys326、Hogg1-Ser326两种蛋白，体外研究发现Cys等位基因比Ser等位基因的修复能力低近7倍，提示我们携带326Cys等位基因的个体可能会有修复能力低下或缺陷[4-6]。8-oxoG是DNA氧化损伤的生物标志物，其最特征、最具生物学意义的危害是：DNA合成和修复时，碱基C和A可与DNA中的8-oxoG以相同效率配对，导致基因链中G：C至A：T互换，该突变与机体的细胞老化以及肿瘤的形成等有密切关系。这种突变不断累积，可造成染色体基因组DNA的不稳定性，该种DNA氧化损伤导致的基因组不稳定性是哺乳动物细胞衰老的机理之一。体内特异识别8-oxoG并将其切除修复的酶被称为8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶，简称OGG1。我们发现MTH（8-oxo-dG三磷酸酶同源蛋白）以及 hOGGl（8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶1）这些抗DNA氧化修复酶在阿尔茨海默病患者的脑组织含量明显减少[7-8]，表明AD的发病机制可能与机体脑组织神经元细胞核DNA中氧化损伤程度的上升、DNA氧化抑制缺陷有联系。
研究发现AD患者多处脑组织中线粒体及细胞核的OGG1表达减少。Iida等发现AD患者伴随着神经原纤维缠结形成、轴索失调及胶质细胞活化，脑回及内嗅皮层hOGG1-2a表达减少[8]。Copani等证实同LAD患者额、颞叶区及MCI病人颞叶区的变化，AD患者中颞叶区的线粒体OGG1表达也减少[9]。Shao等也发现LAD、MCI患者额、顶、颞叶的细胞核中OGG1均低水平表达[10]；Mao等证实AD患者中由于基因突变，该酶的表达减少，进一步导致DNA鸟嘌呤氧化，增加AD发病率[11]。Kohno等发现DNA鸟嘌呤氧化很可能与OGG1基因的多态性有关[12]。
hOGG1基因存在遗传多态性，其中最重要的是Ser326 Cys。OGG1基因Ser326Cys多态性在不同的种族中有所不同，发现对于G/G纯合子（Cys/Cys），日本人和韩国人群中更常见（25%～26%）[13、14]，而白种人中分布较少（5%～22%）[15]，目前汉族人群中还没有类似研究。
2 COX-2
2.1 COX-2概述 环氧合酶（cyclooxygenase，cox）又称为前列腺素合成酶，它在花生四烯酸转变为前列腺素的过程中的关键酶，我们目前发现有三种COX同工酶：COX-1、COX-2和COX-3。COX-1是结构型酶，其稳定表达于多数影响前列腺素合成的正常组织中，起着维持机体正常生理功能的作用；COX-2是诱导型酶，一般很少表达或不表达于正常组织中，而是参与炎症或肿瘤等生理病理过程，当受到各种刺激因素后开始表达，如促癌剂、内毒素、癌基因、生长因子、细胞因子等刺激。COX-3是COX-1的遗传变异而来，它包括原有因子及突变因子，故又称为COX-1B或者COX-1V（COX-1变异）。
近来研究表明，环氧合酶2（Cyclooxygenase-2，COX-2）的高表达与多种神经变性疾病的发生有关，其在AD病程发展中起重要的作用。流行病学和基因组学研究表明某些基因多态性可能与迟发型AD有关[16-18]，目前关于COX-2基因多态性与AD之间的关系尚存在较大争议[19、20]。对于COX-2与AD发生的关系，已有研究表明COX-2与AD患者脑部的炎症反应有关[17]。AD患者脑组织中COX-2诱导酶有广泛表达，而且其表达水平与Aβ密度、NFT相关[18]。
COX-2主要存在于神经细胞中，在疾病发展特定阶段也可存在其他脑细胞中。在AD患者脑组织中，COX-2表达上调，应用COX-2选择性抑制剂，能阻止大脑皮层神经细胞中Aβ介导的细胞凋亡[21、22]。脑组织中COX-2基因的表达增加可能与炎症相关转化因子（NFκB）有关。目前流行病学研究表明长期服用NSAIDs（包括COX-2 抑制剂）可减少AD发病率[23、24]。
2.2 COX-2基因与AD
COX-2启动子区一些SNPs可能调节其转录。体外实验发现-765CC基因型导致COX-2活性降低近30%，并且与血清中炎症因子（如C反应蛋白）降低有关[25]。有研究表明-765C等位基因能降低COX-2的表达，因为该变异处于转录因子SPl结合位点，G>C突变使SPl不能与该位点结合[26]。既往关于COX-2-765G/C基因多态性研究结果有争议。近来，Abdullah及Florinda等先后报道了-765G/C SNP在AD病例组与对照组中分布显著不同，G等位基因在对照组表达少，AD组表达多；C等位基因在高加索人群中有保护作用[27、28]。任美峰等对广州汉族人群研究也发现-765G/C与AD发生有关，但Ma等及Tang等研究发现汉族人群中AD-765G/C SNP无统计学意义[29、30]。
对于COX-2 -1195位点G/A多态性，Ali等研究发现其不是AD发生过程中的遗传易感因素[31]。对COX-2-1195位点的其他研究中，张雪梅等发现在汉族人群食管癌中AA基因型个体患病风险是野生型基因型的1.72倍（95%CI=1.35-2.20）；而Ali及Luke等发现该位点基因多态性在高加索人群中结肠直肠腺瘤发病危险性无统计学意义[31]，可能种族差异导致了该基因功能的差异。
3 小结与展望
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease， AD）是老年人的常见病、多发病，是最常见的老年期痴呆，临床表现为认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力进行性减退，并有各种神经精神症状和行为障碍。本病具有隐匿性及不可逆性，早期诊治对疾病预后具有重要影响。近年来从基因多态性角度审视本病，已发现了许多AD相关基因，如COX-2基因的几个潜在功能区的多态位点（765和1195）、OGG1基因的326位多态位点等。学者们对这些位点在不同种族及不同疾病中的作用进行了一定的研究，还需更加深入的研究以进一步明确AD的发病机制并寻找AD早期筛查的指标，使其在预测和治疗AD方面起到积极作用。
[参考文献]
[1] 刘鸣，谢鹏. 神经内科学[M]. 第2版. 北京：人民卫生出版社，2008：379-390.
[2] He SR，Liu DG，Wang S，et al. Expression of apolipoprotein E in Alzheimer’s disease and its significance[J]. Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi，2005，34（9）：556-560.
[3] 张遵真，衡正昌. DNA修复基因OGG1研究进展[J]. 癌变·畸变·突变，2004，16（6）：377-382.
[4] Dorszewska J，Kempisty B，Jaroszewska-Kolecka J，et al. Expression and polymorphisms of gene 8-oxoguanine glycosylase 1 and the level of oxidative DNA damage in peripheral blood lymphocytes of patients with Alzheimer’s disease[J]. DNA Cell Biol，2009，28（11）：579-588.
[5] Dezor M，Dorszewska J，Florczak J，et al. Expression of 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 （OGG1） and the level of p53 and TNF-αlpha proteins in peripheral lymphocytes of patients with Alzheimer’s disease[J].Neuropathol，2011，49（2）：123-531.
[6] Mao G，Pan X，Zhu BB，et al. Identification and characterization of OGG1 mutations in patients with Alzheimer’s disease[J]. Nucleic Acids Res，2007，35（8）：2759-2766.
[关键词] 8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1；环氧合酶2；阿尔茨海默病；单核苷酸多态性
[中图分类号] R749.16 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）14-0023-03
阿尔茨海默病为老年痴呆患者中最普遍的一种进行性的神经退行性疾病。Alzheimer’s病的病因迄今为止不明，人们一般认为AD是一种复杂的异质性的疾病，有多种因素及机制均可能参与了AD病理生理的改变的过程，如遗传因素、环境因素和免疫因素等。最新的研究结果认为，在众多的有关发病机制假说中，基因及遗传的异常可能构成AD的最初机制，而胆碱能神经递质减少、神经原纤维缠结、神经元细胞死亡、突触毁损等则可能构成了AD发病机制中的末端环节[1]。我们目前已经明确的与AD疾病相关的基因有早老基因1、早老基因2、β-淀粉样前体蛋白和载脂蛋白E等。AD分为家族性AD和散发性AD。其中家族性AD多呈常染色体显性遗传，与淀粉样前体蛋白（APP）、早老素1（PS1）、早老素2（PS2）基因突变有关。散发性AD占病人总数的的60%以上，ApoEε4等位基因为晚发性AD（LOAD）以及散发性AD（SAD）的最主要的遗传危险因子[2]，但它只与50%的AD有相关性，不能构成其充分必要条件，存在其他遗传危险因子。流行病学及基因组学的研究表明某些基因的多态性可能和迟发型AD有关。近些年来我们从基因多态性的角度审视本病，已经发现了许多和AD相关基因，如OGG1基因的326位多态位点、COX-2基因的几个潜在功能区的多态位点（765和1195）等。
1 OGG1
1.1 OGG1概述
8-羟基鸟嘌呤糖苷酶（hOGG1）是涉及DNA氧化损伤修复的重要基因，参与碱基切除修复过程，维持机体内环境的稳定。hOGG1基因存在于人体染色体3p26区域，它的产物和酵母yOGG1蛋白有38%同源性，全部基因由7个外显子及6个内含子组成，起始子（ATG）、终止子（TAG）序列分别位于第1及第7外显子中。hOGG1的基因序列中无TATA盒及CAATA盒，证明其属于管家基因。hOGG1基因mRNA初级转录产物在经过不同剪接后形成了两个开放式阅读框（ORFS），进而产生两种不同的mRNA，α-hOGGI和β-hOGGI。我们发现α-hOGGI主要存在于细胞核中，其参与细胞核中DNA的8-oxoG的修复，β-hOGGI主要存在于线粒体中，其参与线粒体氧化损伤的修复。我们发现人类T细胞中OGG1存在七种亚型：OGG1（1a、1b），OGG1（2a， 2b，2c，2d和2e）。我们发现在人体组织，尤其是脑组织中，存在大量的OGG1，其mRNA具体为OGG1-1a、2a，但OGG1的7种亚型中，OGG1-1a， 1b， 2a， 2d和2e这五种都是8-oxo2dG切除修复DNA所必需的[3]。
1.2 OGG1基因与AD
位于hOGG1基因第7个外显子的1245位的C/G多态性，能使第326位的密码子形成丝氨酸及半胱氨酸，最终形成Hogg1-Cys326、Hogg1-Ser326两种蛋白，体外研究发现Cys等位基因比Ser等位基因的修复能力低近7倍，提示我们携带326Cys等位基因的个体可能会有修复能力低下或缺陷[4-6]。8-oxoG是DNA氧化损伤的生物标志物，其最特征、最具生物学意义的危害是：DNA合成和修复时，碱基C和A可与DNA中的8-oxoG以相同效率配对，导致基因链中G：C至A：T互换，该突变与机体的细胞老化以及肿瘤的形成等有密切关系。这种突变不断累积，可造成染色体基因组DNA的不稳定性，该种DNA氧化损伤导致的基因组不稳定性是哺乳动物细胞衰老的机理之一。体内特异识别8-oxoG并将其切除修复的酶被称为8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶，简称OGG1。我们发现MTH（8-oxo-dG三磷酸酶同源蛋白）以及 hOGGl（8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶1）这些抗DNA氧化修复酶在阿尔茨海默病患者的脑组织含量明显减少[7-8]，表明AD的发病机制可能与机体脑组织神经元细胞核DNA中氧化损伤程度的上升、DNA氧化抑制缺陷有联系。
研究发现AD患者多处脑组织中线粒体及细胞核的OGG1表达减少。Iida等发现AD患者伴随着神经原纤维缠结形成、轴索失调及胶质细胞活化，脑回及内嗅皮层hOGG1-2a表达减少[8]。Copani等证实同LAD患者额、颞叶区及MCI病人颞叶区的变化，AD患者中颞叶区的线粒体OGG1表达也减少[9]。Shao等也发现LAD、MCI患者额、顶、颞叶的细胞核中OGG1均低水平表达[10]；Mao等证实AD患者中由于基因突变，该酶的表达减少，进一步导致DNA鸟嘌呤氧化，增加AD发病率[11]。Kohno等发现DNA鸟嘌呤氧化很可能与OGG1基因的多态性有关[12]。
hOGG1基因存在遗传多态性，其中最重要的是Ser326 Cys。OGG1基因Ser326Cys多态性在不同的种族中有所不同，发现对于G/G纯合子（Cys/Cys），日本人和韩国人群中更常见（25%～26%）[13、14]，而白种人中分布较少（5%～22%）[15]，目前汉族人群中还没有类似研究。
2 COX-2
2.1 COX-2概述 环氧合酶（cyclooxygenase，cox）又称为前列腺素合成酶，它在花生四烯酸转变为前列腺素的过程中的关键酶，我们目前发现有三种COX同工酶：COX-1、COX-2和COX-3。COX-1是结构型酶，其稳定表达于多数影响前列腺素合成的正常组织中，起着维持机体正常生理功能的作用；COX-2是诱导型酶，一般很少表达或不表达于正常组织中，而是参与炎症或肿瘤等生理病理过程，当受到各种刺激因素后开始表达，如促癌剂、内毒素、癌基因、生长因子、细胞因子等刺激。COX-3是COX-1的遗传变异而来，它包括原有因子及突变因子，故又称为COX-1B或者COX-1V（COX-1变异）。
近来研究表明，环氧合酶2（Cyclooxygenase-2，COX-2）的高表达与多种神经变性疾病的发生有关，其在AD病程发展中起重要的作用。流行病学和基因组学研究表明某些基因多态性可能与迟发型AD有关[16-18]，目前关于COX-2基因多态性与AD之间的关系尚存在较大争议[19、20]。对于COX-2与AD发生的关系，已有研究表明COX-2与AD患者脑部的炎症反应有关[17]。AD患者脑组织中COX-2诱导酶有广泛表达，而且其表达水平与Aβ密度、NFT相关[18]。
COX-2主要存在于神经细胞中，在疾病发展特定阶段也可存在其他脑细胞中。在AD患者脑组织中，COX-2表达上调，应用COX-2选择性抑制剂，能阻止大脑皮层神经细胞中Aβ介导的细胞凋亡[21、22]。脑组织中COX-2基因的表达增加可能与炎症相关转化因子（NFκB）有关。目前流行病学研究表明长期服用NSAIDs（包括COX-2 抑制剂）可减少AD发病率[23、24]。
2.2 COX-2基因与AD
COX-2启动子区一些SNPs可能调节其转录。体外实验发现-765CC基因型导致COX-2活性降低近30%，并且与血清中炎症因子（如C反应蛋白）降低有关[25]。有研究表明-765C等位基因能降低COX-2的表达，因为该变异处于转录因子SPl结合位点，G>C突变使SPl不能与该位点结合[26]。既往关于COX-2-765G/C基因多态性研究结果有争议。近来，Abdullah及Florinda等先后报道了-765G/C SNP在AD病例组与对照组中分布显著不同，G等位基因在对照组表达少，AD组表达多；C等位基因在高加索人群中有保护作用[27、28]。任美峰等对广州汉族人群研究也发现-765G/C与AD发生有关，但Ma等及Tang等研究发现汉族人群中AD-765G/C SNP无统计学意义[29、30]。
对于COX-2 -1195位点G/A多态性，Ali等研究发现其不是AD发生过程中的遗传易感因素[31]。对COX-2-1195位点的其他研究中，张雪梅等发现在汉族人群食管癌中AA基因型个体患病风险是野生型基因型的1.72倍（95%CI=1.35-2.20）；而Ali及Luke等发现该位点基因多态性在高加索人群中结肠直肠腺瘤发病危险性无统计学意义[31]，可能种族差异导致了该基因功能的差异。
3 小结与展望
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease， AD）是老年人的常见病、多发病，是最常见的老年期痴呆，临床表现为认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力进行性减退，并有各种神经精神症状和行为障碍。本病具有隐匿性及不可逆性，早期诊治对疾病预后具有重要影响。近年来从基因多态性角度审视本病，已发现了许多AD相关基因，如COX-2基因的几个潜在功能区的多态位点（765和1195）、OGG1基因的326位多态位点等。学者们对这些位点在不同种族及不同疾病中的作用进行了一定的研究，还需更加深入的研究以进一步明确AD的发病机制并寻找AD早期筛查的指标，使其在预测和治疗AD方面起到积极作用。
[参考文献]
[1] 刘鸣，谢鹏. 神经内科学[M]. 第2版. 北京：人民卫生出版社，2008：379-390.
[2] He SR，Liu DG，Wang S，et al. Expression of apolipoprotein E in Alzheimer’s disease and its significance[J]. Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi，2005，34（9）：556-560.
[3] 张遵真，衡正昌. DNA修复基因OGG1研究进展[J]. 癌变·畸变·突变，2004，16（6）：377-382.
[4] Dorszewska J，Kempisty B，Jaroszewska-Kolecka J，et al. Expression and polymorphisms of gene 8-oxoguanine glycosylase 1 and the level of oxidative DNA damage in peripheral blood lymphocytes of patients with Alzheimer’s disease[J]. DNA Cell Biol，2009，28（11）：579-588.
[5] Dezor M，Dorszewska J，Florczak J，et al. Expression of 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 （OGG1） and the level of p53 and TNF-αlpha proteins in peripheral lymphocytes of patients with Alzheimer’s disease[J].Neuropathol，2011，49（2）：123-531.
[6] Mao G，Pan X，Zhu BB，et al. Identification and characterization of OGG1 mutations in patients with Alzheimer’s disease[J]. Nucleic Acids Res，2007，35（8）：2759-2766.