BIN1基因多态性与中国福建东南部地区阿尔茨海默病患者的关联研究

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  【摘要】 目的:探討BIN1基因单核苷酸多态性与中国福建东南部地区阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者的关联性。方法:选取中国福建东南部地区AD患者110例(AD组)和正常对照人群123例(正常对照组),均提取其外周血DNA运用多重突变扩增系统检测载脂蛋白E(Apolipoprotein E,APOE)基因型,同时采用传统Sanger测序对BIN1基因单核苷酸多态位点rs7561528进行检测,分析不同基因型与AD的关联性。结果:两组在BIN1基因多态位点rs7561528的基因型频率(GG、AG、AA)和等位基因频率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:BIN1基因多态位点rs7561528可能与中国福建东南部地区AD患者无明显关联性。
  【关键词】 阿尔茨海默病; BIN1基因; 单核苷酸多态性; 中国福建东南部
  【Abstract】 Objective:To investigate the relevance between the BIN1 gene and the patients with Alzheimer’s disease(AD) in Southeast Fujian province of China.Method:A total of 110 AD patients(AD group) and 123 normal controls(normal control group) in Southeast Fujian province of China were selected.The apolipoprotein E(APOE) genotype was determined by the multiplex amplification refractory mutation system polymerase chain reaction.Moreover,the single nucleotide polymorphism rs7561528 in BIN1 gene was detected by Sanger sequencing,and the correlation between different genotypes and AD was analyzed.Result:The genotype frequencies(GG,AG,AA) and allele frequencies at the BIN1 gene polymorphism site rs7561528 between two groups were compared,the differences were not statistically significant(P>0.05).Conclusion:There is no association between rs7561528 polimorphism in BIN1 gene and AD patients in southeast Fujian province of China.
  【Key words】 Alzheimer’s disease; BIN1 gene; Single nucleotide polymorphism; Southeast Fujian province of China
  First-author’s address:First Affiliated Hospital of Xiamen University,Xiamen 361003,China
  doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2018.31.012
  阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是痴呆最常见的类型,其临床表现为隐袭性起病、进行性、不可逆的记忆和认知功能障碍[1]。根据是否具有家族聚集性将AD分为家族性AD(Familial Alzheimer’s disease,FAD)和散发性AD(Sporadic Alzheimer’s disease,SAD),其中发病年龄>65岁的晚发型AD(Late onset Alzheimer’s disease,LOAD)占SAD发病的95%[2]。SAD的病因尚不明确,既往研究证实,载脂蛋白E(Apolipoprotein E,APOE)ε4等位基因与LOAD发病相关[3],携带APOE ε4杂合子可以增加LOAD风险3倍,携带APOE ε4纯合子则可增加LOAD风险15倍[4]。在既往大规模全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)研究中发现,BIN1基因、CR1基因、GLU基因、PICALM基因、CD2AP基因、SORL1基因也与LOAD致病具有相关性[5-7],他们是产生AD特征性病理改变神经原纤维缠结和神经炎性斑的重要危险因素。目前BIN1基因是仅次于APOE影响LOAD易感性的遗传因素,Lambert等[8]最早发现BIN1基因上多态位点rs7561528可能提高LOAD的发病风险,这个结果在多项高加索人群的独立研究和中国北方汉族AD人群中得到验证。本研究进一步探讨BIN1基因单核苷酸多态性与中国福建东南部地区AD患者是否具有关联性。现报道如下。
  1 资料与方法
  1.1 一般资料 选取2016年6月-2018年1月
  就诊于本院的中国福建东南部地区AD患者110例为AD组,均进行神经系统检查、神经影像检查(颅脑磁共振)和简易智力状态检查量表(MMSE)评估。纳入标准:根据《精神疾病诊断与统计手册》、美国国立神经病语言障碍卒中研究所和AD相关疾病协会诊断标准(NINCDS-ADRDA)进行AD诊断。排除标准:血管性认知功能障碍、路易小体痴呆、额颞叶痴呆和其他可以导致认知障碍的神经科疾病或其他并发症。同期选取同地区社区中的123例健康正常人群为正常对照组,均进行神经系统检查和MMSE量表评估。两组临床评估均由   2个或2个以上高年资神经内科专科医师进行。本研究通过厦门大学附属第一医院伦理委员会讨论批准,所有参与者均由本人或者代理人签署知情同意书。
  1.2 方法
  1.2.1 APOE基因检测 采用血液基因组DNA提取试剂盒(Tiangen,China)提取参与者外周血基因组DNA。设计5条引物运用多重突变扩增系统检测APOE基因型[9],引物序列见表1。
  1.2.2 BIN1基因多态位点检测 本研究采用Sanger测序方法检测BIN1基因rs7561528变异位点,引物由上海生工公司设计合成。实验步骤如下,(1)PCR反应:PCR反应为15 μL体系,包含10 μmol/μL的上下游引物、2×Taq Mix(Tiangen,China)、DNA模板和ddH2O。反应条件为94 ℃预变性2 min,30个循环的94 ℃变性30 s,62 ℃退火45 s,72 ℃延伸1 min,最后72 ℃再延伸5 min;(2)PCR产物纯化:将PCR产物置于PCR仪中,37 ℃反应60 min,85 ℃反应15 min;(3)测序反应:将纯化产物96 ℃预变性1 min,26个循环的96 ℃变性10 s,50℃反应5 s,60 ℃反应4 min,最后4 ℃反应4 min;(4)酒精纯化:将经过测序反应的产物中加入2.5 μL EDTA(0.5M),3 000 rmp离心1 min后,再加入25 μL无水乙醇3 000 rmp离心30 s,放入-20℃冰箱保存30 min。然后4 ℃ 3800 rmp离心30 min,甩干上清,每孔加入75%乙醇56 μL,充分混匀后,4℃ 3 800 rmp离心25 min,甩干上清,小电风扇干燥30 min。每孔加入7.5 μL高度去离子甲酰胺,瞬离后95 ℃变性
  4 min,短暂离心后置于ABI 3500xL DX测序仪测序。本研究采用Chromas软件判读测序结果,测序结果与Ensembel数据库中人基因标准序列进行比对。
  1.3 观察指标 观察比较两组性别、年龄、MMSE评分、APOE ε4等位基因频率(携带ε2ε4、ε3ε4或ε4ε4患者例数)和APOE ε4ε4基因型(携带ε4ε4患者例数),分析BIN1基因多态性分布情况及与AD关联性。
  1.4 统计学处理 使用SPSS 15.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验;以P<0.05为差异有统计学意义。基因型的Hardy-Weinberg平衡检验采用字2检验,P>0.05表示符合遗传平衡。
  2 结果
  2.1 两组临床特征比较 两组年龄、性别比较差异均无统计学意义(P>0.05);AD组MMSE评分低于正常对照组,APOE ε4等位基因频率和APOE ε4ε4基因型均高于正常对照组,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。
  2.2 BIN1基因多态性分布情况及与AD关联性分析 BIN1基因多态位点rs7561528在两组中的基因频率分布均符合Hardy-Weinberg平衡,见表3;两组在BIN1基因多态位点rs7561528的基因型频率(GG、AG、AA)、等位基因频率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。
  3 讨论
  通过既往研究,笔者对SAD易感基因体系的理解发生了明显的变化,现在普遍认为多个易感基因遗传变异在SAD的发病机制中共同发挥重要作用。BIN1基因是通过GWAS研究发现与LOAD风险相关性较强的基因。BIN1基因位于人类染色体2q14,包含20个外显子,可选择性剪切生成多个亚型,亚型1-7仅在大脑中表达[10]。BIN1蛋白参与多种细胞功能的调节,包括细胞内转运、细胞的内吞作用、细胞膜形态调节及胞膜循环、细胞骨架调节、细胞周期进展以及凋亡等,其性质改变与多种疾病相關[11-12]。同时有研究证明,BIN1蛋白表达在转基因AD动物模型以及AD患者脑内有所增加[13-14]。BIN1蛋白可能通过与微管相关蛋白TAU作用,从而增加LOAD的发病风险[15-17],有研究提出BIN1蛋白主要是通过SH3结构域和TAU蛋白脯氨酸富集结构域相互作用[18]。
  BIN1基因首先是Lambert等[8]应用大规模LOAD患者进行的GWAS研究发现其两个多态位点(rs7561528和rs744373)可能提高LOAD的发病风险。此后,多项独立的大规模GWAS研究验证了这一结果的可靠性[6,8]。在中国北方汉族人群研究中,一项AD患者对照研究验证BIN1基因多态位点rs7561528与AD发病具有关联性[19],然而在另一项研究中发现在BIN1基因上其他几个多态位点在LOAD的进展中发挥作用,但最重要rs7561528结果却为阴性[20]。这说明来自不同地区的同一群体同样存在一些差异。本研究结果显示,两组rs7561528位点基因型频率GG、AG、AA和等位基因频率比较,差异均无统计学意义(P>0.05),提示在中国福建东南部地区AD患者与正常对照人群在BIN1基因rs7561528多态位点基因型频率和等位基因频率比较结果无明显差异,未能证实BIN1基因与中国福建东南地区AD患者存在明显的关联性,本研究是首次在福建地区开展类似研究。同时研究结果显示,AD组MMSE评分低于正常对照组,APOE ε4等位基因频率和APOE ε4ε4基因型均高于正常对照组,比较差异均有统计学意义(P<0.05),这一结果与既往文献[9,21]报道一致,进一步证实APOE ε4等位基因与AD发病相关。
  综上所述,BIN1基因多态位点rs7561528可能与中国福建东南部地区AD患者无明显关联性,且本研究采用传统的Sanger测序进行基因多态性分析,判读分析简便,结果可靠准确。但研究同时存在一些不足,首先未能对BIN1基因其他多态变异位点进行分析,如rs744373等;其次本研究样本量相对较小,导致统计时可能存在相对较大的误差导致研究结果与既往研究不一致,因此更大人群规模的重复研究还是很有必要的。   參考文献
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  (收稿日期:2018-08-07) (本文編辑:董悦)
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