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第一节 脂蛋白脂肪酶
2019-11-28 03:27

肝癌的发生率在全球所有肿瘤中占第6位,病死率占第4位。而中国作为乙肝大国,肝癌发病率一直位居全球第一。过往的研究表明,肝癌的发生和发展与个体间基因的遗传多态性密切相关,今天我们就带领大家来好好认识和解读5种与肝癌易感性相关的主要基因。1、CYP1A1基因(细胞色素P4501A1基因)定位于15q22,长度6.3kb,含7个外显子,6个内含子。对肝癌患者和健康人群的CYP1A1基因进行对照分析,发现以下两种位点突变频率最高:1、CYP1A1基因的3’端非编码区的多聚A位点下游第264位碱基T→C突变;2、CYP1A1基因第7外显子第4889碱基A→G突变。携带以上两种突变型基因的个体患肝癌的风险会明显增高。CYP1A基因编码的蛋白酶可参与致癌物如亚硝胺和苯比芘的代谢解毒作用,当基因发生突变后,编码的蛋白酶解毒能力下降,从而导致肝癌的发生率增加。同时,也有研究显示,CYP1A1基因第462位点突变可以明显增加吸烟人群患肝癌的风险。2、p53定位于17q13.1,长度16-20kb,包括11个外显子,10个内含子。p53基因是目前研究发现的与肿瘤最为密切的一种抑癌基因,在一半以上的人类肿瘤组织中均能检测到p53的突变。在肝癌中,p53突变主要发生在第7外显子的249位密码子第3号碱基G→T突变。此外,p53基因也存在第8外显子273位密码子第1号碱基C→T突变。发生这两种突变的人群患肝癌的风险显著增加。p53基因所编码的P53蛋白,主要参与细胞生长周期的调节,对受损的细胞或者过度繁殖的细胞产生抑制作用,从而启动人体的修复机制,如果生长无法抑制,或者修复无法达到,则诱导它死亡。p53基因突变后,不但不能抑制细胞的非正常繁殖,还会进一步促进癌细胞的转化和生长,从而显著增加了肝癌的易感性。3.NQO1基因[NADH:醌氧化还原酶基因]定位于16q22,长度20kb,由6个外显子和5个内含子组成。NQO1基因的突变主要表现在cDNA609位点,当出现碱基C→T突变后,其编码蛋白质的第187位脯氨酸变成丝氨酸,致使该酶失去对抗醌及其衍生物毒性的作用,增加肝癌的风险。NQO1基因编码的蛋白酶对醌类化合物、硝基芳烃化合物、杂环胺类等都有解毒作用。当细胞处于应激状态时,NQO1基因还可以对P53蛋白起到辅助作用,从而能够修复受损的细胞,或让其发生凋亡,阻止细胞的癌变。另外有研究显示,NQO1突变基因可增加吸烟者罹患肝癌的风险。4.ALDH2基因定位于12q24.2,长度4.34kb,包含15个外显子,14个内含子。ALDH2基因突变多表现为G1510A位点的G→A突变,致使氨基酸序列第487位上的谷氨酸被赖氨酸所替换。ALDH2基因突变会导致乙醛脱氢酶活性降低,致使酒精代谢产物乙醛在体内过度聚集,而乙醛浓度的升高最终可增加肝细胞癌变的风险。研究显示大量饮酒能显著增加ALDH2变异基因型者患肝癌的危险性。除此之外,ALDH2基因同时参与ERK1/2、MAPK等细胞通路的调节,从而歼降低肝癌细胞转移的风险。5.EPHX1基因(环氧化物水解酶基因)定位于1q42.1,长度35.48kb,包含9个外显子和8个内含子,编码微粒体环氧化物水解酶。EPHX1基因与肝癌易感性最重要的突变位点有两个:1、EPHX1基因上第3外显子第337位发生T→C突变,使氨基酸序列113位的酪氨酸被组氨酸取代,此种突变会导致酶活性的下降;2、第4外显子第415位的A→G突变,该突变使氨基酸序列139位的组氨酸被精氨酸取代,但这一突变可使水解酶活性升高,致使肝脏对致癌物的代谢能力增强。EPHX1编码的微粒体环氧化物水解酶活性的减弱,会导致机体对苯并芘、二甲基亚硝胺等物质的代谢解毒能力下降,过多的环氧化物在机体内可与细胞内的DNA结合,造成DNA单链断裂和碱基变位,从而导致肝细胞发生癌变的风险增加。另外研究发现,EPHX1突变可增加吸烟者患肝癌的风险。相信随着新一代大规模测序技术的发展,基因与肝癌的关系将会得到不断研究和摸索,肝癌发生的病因学机制将会进一步被挖掘,为日后的个体化诊断和治疗提供依据强有力的医学证据。

突变点 位 置 氨基酸异常
(1)剪接突变    
GT→AT 内含子2 异常的mRNA生成
AG→AA 内含子2 异常的mRNA生成
(2)错义突变    
T→C 外显子3 Trp96→Arg
A→G 外显子4 His136→Arg
G→A 外显子4 Gly142→Clu
A→G 外显子5 Asp156→Gly
G→A 外显子5 Asp156→Asn
C→G 外显子5 Ala157→Arg
G→A 外显子5 Gly176→Thr
G→A 外显子5 Gly186→Glu
T→C 外显子5 Ile194→Thr
C→G 外显子5 Asp204→Glu
C→T 外显子5 Pro207→Leu
T→A 外显子5 Cys216→Ser
G→A 外显子6 Arg242→His
T→A 外显子6 Ser244→Thr
永信贵宾会,G→A 外显子6 Asp250→Asn
T→C 外显子6 Tyr252→His
(3)无义突变    
T→A 外显子3 Tyr61→Stop
C→T 外显子3 Gln165→Stop
C→(A/G) 外显子6 Tyr282→Stop
G→A 外显子6 Trp282→Stop
(4)插入    
2kb插入 内含子6 无效等位基因
5kb插入 外显子3 外显子4的stop
(5)缺失    
6kb的缺失 内含子2~5 无效等位基因
1bp的缺失 外显子5 外显子5的stop

LPLPvuⅡ-RFLP

目前人类LPL二级结构尚未阐明,推测LPL分子可能由两个结构区域构成:N端区的和C端区,N端区包括1~315位氨基酸,形成一个以β折叠为主的近球形结构,它是LPL重要的功能区,催化活性中心就位于此区。构成LPL催化活性中心的三个氨基酸分别为Ser132、His241和Asp156,用中性氨基酸取代活性中心附近的氨基酸,LPL活性明显下降或消失。Asn43是N端区一重要的糖基化位点,它起着维持LPL正常三维结构的作用。对正常分泌的LPL活性功能具有重要意义。此外,N端区第279~282位和292~309位氨基酸介导LPL与肝素结构。C端区呈一个折叠的柱状连接在球形的N端区,C端区的功能尚有争议,多数认为与介导酶与底物接触,形成活性的LPL同源二聚体以及间接参与酶解过程。

表5-1 脂蛋白脂肪酶基因突变

第一节 脂蛋白脂肪酶

三、LPL与Ⅰ型高脂血症
Ⅰ型高脂血症为常染色体隐性遗传病,具有家族性。主要临床症状为阵发性腹痛,疹状皮肤黄色瘤和肝脾肿大,生化特征为含高甘油三酯的乳糜微粒在因浆中大量堆积,脂肪耐量显着异常,LPL活性下降,这种患者体内的LPL含量可能完全缺陷,用目前的检测方法测不出LPL存在,也不可能在肝素注射后使血浆LPL活性下降,推测可能是一种异常LPL翻译后修饰所致。

LPL在实质细胞的粗面内质网合成,新合成的LPL留在核周围内质网,属于无活性酶,由mRNA翻译合成的无活性LPL,称为酶前体,再糖基化后,才转化成活性LPL酶,如图5-1所示。从细胞中如何分泌;目前认为有两种机制,其一是细胞合成的LPL后直接分泌,不贮存于细胞内,即称为基本型分泌;其二是调节型分泌,某些细胞新合成LPL贮存于分泌管内,一旦细胞受到一个合适的促分泌剌激。LDL即分泌,此时分泌往往大于合成。所有细胞都具备基本型分泌,只有少部分细胞兼有两种分泌形式。Vannier提出,LPL是结合在插入细胞内分泌器并存在于细胞膜外表面的硫酸肝素糖蛋白(heparin sulphate protoglycans, HSPG),致使酶保持一种无活力的浓缩状态,然后通过一个尚未阐明的机制由肝素促使分泌,即肝素后血浆中得到活化的LPL,分布在含甘油三酯的脂蛋白中,并主要是分解CM和VLDL的甘油三酯并结合附着在这些脂蛋白残粒中,可能形成肝摄取这些颗粒的信号。

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脂蛋白脂肪酶基因突变点如表5-1所示。

1:DNA-PCR产物(319bp)

M:DNA marder

图5-3 LPL HindⅢ-RFLP

LPL的合成