胆固醇调节元件结合蛋白基因及其与脂质代谢的关系

胆固醇调节元件结合蛋白基因及其与脂质代谢的关系 胆固醇调节元件结合蛋白基因及其与脂质 代谢的关系 内斟2008年4月第3卷第2期 OralH,PappeneC,ChughA,eta1.Circumferentialpulmonaryvein ablationforchronicatrialfibrillation[J].NEnslJMed,2006,354 (9):934,941. NataleA,PisanoE,ShewehikJ,eta1.Firsthumanexperiencewith pulmonaryveinisolationusingathrough--the--ballooncircumferential ultrasoundablationsystemforrecurrentatrialfibrillation[J].Circu— lation,2000,102(16):1879,1882. KhaykinY,Marr~ueheNF,SalibaW,eta1.Pulmonaryveinantrum isolationfortreatmentofatrialfibrillationinpatientswithvalvular heartdiseaseorprioropenheartsurgery[J].HeartRhythm,2004,1 (1):4JD,42. KalifaJ,TanukaK,ZaitsevAV,eta1.Mechanismsofwavefraction— ationathoundariesofhigh—frequencyexcitationintheposteriorleft atriumoftheisolatedsheepheartduringatrialfibrillation[J].Circu— lation,2006,113:626,633. NademaneeK,MeKenzieJ,KosarE,eta1.Anewapproachforeath— eterablationofatrialfibrillation:mappingoftheeketrophysiologie substrate[J].JAmCoilCardiol,2004,43(11):2044,2053. 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SREBP由3个结构域组成:(1)氨基末端转录活化域,该 结构域为转录因子的功能性活化部分.其包含有一个酸性结 构域,一个多态变化的结构域和碱性螺旋一环一螺旋一亮氨酸 拉链(bHLH—Zip)区.当酸性结构域与转录共活化物(transcrip- tionalcoactivitors)结合,SREBP才有活性.由于SREBP.1c的酸 性结构域比SREBP—la和-2的短,造成它的转录激活作用亦比 后两者弱.bHLH—Zip区的基本结构区域介导氨基端结构域进 入细胞核,并与DNA结合,剩下的部分起到促使二聚体形成的 作用.SREBP的bHLH.Zip结构域与其它bHLH—Zip家庭成员 不同,酪氨酸替代了精氨酸,使SREBP能够识别胆固醇调节元 件(SRE),从而激活靶基因的转录.(2)羧基末端的调节结构 域,SREBP通过这个区域与SREBP裂解激活蛋白(SCAP)的 WD区结合形成复合物.(3)中间两个跨膜的疏水结构域. 2SREBP调节血脂的作用机制 引?纠 1112Z2 川例川 rLrLrLrLrLrL 226 近年来研究表明,SREBP作为一种特异的核转录因子,在 胆固醇的自身负反馈调控中起重要作用】.SREBP在内质网 合成后与SCAP结合形成~REBP—SCAP复合物.(1)当细胞内 胆固醇缺乏时,SREBP.SCAP复合物被转运到高尔基体,在位点 1蛋白酶和位点2蛋白酶依次裂解后,释放出含有bHLH—Zip区 的氨基端片段.该片段进入细胞核后,与生脂基因调节区的 SRE结合,在其它辅助因子协助下,激活与胆固醇,脂肪酸合成 相关基因的转录,增强低密度脂蛋白受体(LDL-R)等基因的表 达,从而增加细胞内内源性胆固醇的合成和细胞对外源性胆固 醇的摄取".(2)当细胞内的胆固醇达到一定程度,SREBP- SCAP复合物固醇敏感区感受到细胞内胆固醇超载,SCAP不再 护送SREBP到高尔基体,SREBP蛋白裂解因而被中止.同时 已经进入到细胞核的氨基端结构域也被降解,SRE不再被激 活,靶基因的转录减少,引起胆固醇合成酶的减少,脂肪酸生物 合成酶也同时减少.若此信号传导中任一环节有误,会导致 体内胆固醇代谢紊乱,引起高脂血症. 3SREBP.1基因多态性位点及其临床意义 3.1SREBP.1基因多态性位点编码SREBP.1的基因位于染 色体17P11.2,整个基因长度约26kb,包括22个外显子和21个内显子.SREBP—la和.1c外显子除1,18和l9外,其余均一 样.外显子1,18和l9不同是因为启动子和3端的选择剪接位 点不同.Eberle等对肥胖患者的SREBP-1基因进行单核苷 酸多态性(SNP)检测,发现有l9个SNPs,并选择了6个可能和 SREBP-1的功能与表达有关的SNPs进行研究.结果发现 SREBP-1c基因外显子l8(54G>C),SREBP一1a基因外显子1(- 150G>A,-36delG缺失)与男性高胆固醇血症有相关性,而在 检出率较低的SREBP-la(-588C>T),SREBP-lc(-435T>c)和 外显子3并未发现这种相关性.54G>C(G952G)未引起氨基 -36delG亦发生于非编码区,均未直接改 酸置换,.150G>A和 变蛋白质结构,故它们与血脂的这种相关性估计是通过影响 mRNA的二级结构或稳定性来实现的. 3.2SREBP一1基因多态性位点的临床意义目前对SREBP-1 研究较多的是SREBP.1C基因54G>C和SREBP-la基因5'非 转录区中的-36delG多态性与血脂的关系.在SREBP-1C基因 l8外显子多态性中,G等位基因与肥胖和2型糖尿病有更密切 的相关性,而C等位基因被认为与血脂障碍有关.L~$onen 等..对高胆固醇血症患者54G>C多态性进行研究发现,携带 CC基因型的患者,其血浆7一烯胆(甾)烷醇浓度和7-烯胆(甾) 烷醇/胆固醇比值,内源性胆固醇生物合成水平与GG,CC基因 型相比显着增高,这说明C等位基因与胆固醇水平有明显相关 性.Vedie等"对无症状高胆固醇患者进行研究发现,-36delC 多态性与血脂水平无关,但G—G一基因型携带者发生颈动脉和主 动脉粥样硬化的风险显着增高.Rios等对冠心病患者(非 糖尿病性)和正常人进行-36delC多态性,结果表明其对血 脂水平无直接影响,但在病例组中发现G.G一基因型胆固醇水平 明显升高.沈小毅等对高脂血症患者及血脂正常者进行 36delG位点多态性与血脂关系的分析,结果表明.36delG多态 性对该研究人群的血脂水平无明显影响,但在高脂血症患者 中,女性G一携带者血清总胆固醇水平低于G+G+基因型.与 以上研究不同,Vedie等在2001年对心血管疾病高危人群 的研究显示G-等位基因与血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固 醇(LDL-C)水平呈显着正相关,G一等位基因与颈动脉粥样斑块 的发生呈等级相关性.目前36delG位点多态性对血脂的作用 机制尚未阐明.研究结果的不一致,可能是由于研究对象不同 和样本数少所致,因而需要更大的样本研究. 4SREBP一2基因多态性位点及其临床意义 4.1SREBP一2基因多态性位点SREBP-2由一个基因独立编 码,含1141个氨基酸残基,分子量为121kDa.该基因定位于 染色体22q13,长72kb,由l9个外显子和l8个内含子组成. SREBP-2中5一lO外显子编码bHLH—Zip的DNA结合区域,两个 跨膜区,两个蛋白酶裂解位点,以及和SCAP相互作用的 COOH.端的接连部分.这些结构是SREBP能够发挥正常功效 的关键,当任何一个出现异常或编码序列出现SNP,都将导致 体内脂质代谢紊乱,引起高脂血症.近年来研究发现高胆 固醇血症患者SREBP-2基因的5-lO外显子中存在6个SNPs, 他们分别是外显子5(1112G>A),外显子7(1299C>T),外显 子9(1668G>T)和外显子lO(1867G>T,1784G>C和1934G >A).在这些多态性位点中,除了1299c>T和1668G>T,所 有被检测到的SNPs均引起氨基酸置换:11371K,G595A,V6231 和a645Q.P,371K氨基酸置换发生在SREBP-2的bHLH—Zip 的DNA结合区域,而G595A,V6231和a645Q发生于SREBP- 2的COOH一端区域.突变后SREBP-2与SRE的亲和力下降, 或SREBP-2与SCAP的WD重复序列的相互作用受损,结果都 将导致包含有SRE的LDL—R基因转录活性降低,进而引起 LDL颗粒清除率下降,从而使得血浆LDL-C浓度升高.此外, 虽然认为l299C>T和1668G>T在编码区域未发生氨基酸置 换即为非致病,但是最近报道这种改变与其他部位的SNPs存 在连锁不平衡,从而影响mRNA的稳定性或增强外显子的剪接 功能".因此不排除这些SNPs会削弱SREBP-2的功能,从而 对血脂产生影响.但是在目前所进行的研究中,除了1784C> c(G595A),其它位点的变异频率在检测人群中检出率均较低, 故其与血脂水平的以上关系只是推测,要明确该相关性,需要 在更大的人群中进行研究. 4.2SREBP-2基因多态性位点的临床意义目前已经有较多 关于SREBP-2基因1784G>C位点多态性与血脂水平研究的 报道,结果并不完全一致.Robint等对655名无症状人群进 行研究显示,1784G>C多态性与早期动脉粥样硬化有关,与血 脂水平并无相关性.与之相反,liserez等研究发现,在瑞士 和以色列高胆固醇血症患者中,GG,GC和CC基因型携带者血 浆胆固醇水平逐渐升高,C等位基因与血浆总胆固醇升高相 关.国内段雪英等对我国汉族进行的研究也表明,高胆固 醇血症组1784C等位基因携带者血清总胆固醇和LDL.c水平 明显高于无1784C等位基因携带者.除单基因与血脂水平关 系的研究,近年来还有报道基因多态性的联合作用对血脂水平 内斟2008年4月第3卷第2期 及临床的影响.Durst等'驯研究了SREBP-2与SCAP在家族性 高胆固醇血症患者的血脂调控中的个别和联合效果,结果发现 在女性SREBP-2-595A或SCAPo796I纯合子与LDLC血浆浓度 增高有关,而sREBP-2-595A/scAP-796I纯合子的联合体与 LDL-C,胆固醇降低30%有相关性.Friedlander等心研究发现 SREBP-2-595A与男性早期心肌梗死的风险度增加有关,而 SCAP-7961会改变这种相关性,即单独SCAP基因多态性与早 期心肌梗死的风险度增加无关.从以上研究可知,SREBP-2基 因1784G>C位点多态性与血清总胆固醇水平有关,但这种相 关性只存在于高胆固醇血症患者中,在正常人群中并不存在. 其原因可能为血脂受环境和基因的共同影响,单基因对血脂的 作用在整个人群中是微弱的.此外基因与基因之间亦存在相 关性,这种相关性会改变甚至会逆转单基因的个别作用,SCAP. 796I纯合子可以逆转SREBP-2695A纯合子对血脂或者是心肌 梗死的影响. 5结语 目前对SREBP基因多态性与高脂血症关系的研究,多数 表明SREBP基因多态性与血脂代谢及血脂相关性疾病,如动 脉粥样硬化等的发病有相关性.研究结果的不一致可能与研 ,人群的年龄,性别及种族等的差异有关. 究样本的大小, 要明确这些问题尚需要在更大范围内进行更深入的研究.如 果能够证实该基因某位点的多态性与血脂水平有关,则将在高 脂血症与动脉粥样硬化的基因治疗上开辟一条新的途径. 参考文献 [1]HeJ,GuD,WuX,eta1.Majorcausesofdeathamongmenand womeninChina[J].NEnslJMed,2005,353(11):1124—1134. 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