高膽固醇血癥低密度脂蛋白受體基因突變的研究進展

張明明（綜述），宋光耀（審校）

（河北省人民醫院檢驗科，河北石家莊 050051）

·綜 述·

高膽固醇血癥低密度脂蛋白受體基因突變的研究進展

張明明（綜述），宋光耀*（審校）

（河北省人民醫院檢驗科，河北石家莊 050051）

【關鍵詞】高膽固醇血癥；受體，LDL；突變；綜述文獻

doi：10.3969/j.iSSn.1007-3205.2011.07.053

影響血清膽固醇水平的因素中與脂蛋白代謝相關的酶或受體基因發生突變是引起血清總膽固醇（total choleStrol，TC）顯著升高的主要原因。低密度脂蛋白受體（low denSity lipoprotein receptor，LDLI）即為其中一重要基因。LDL-I在調節膽固醇代謝中起著非常重要的作用，其功能缺陷是引起高膽固醇血癥及動脈粥樣硬化（atheroScleroSiS，AS）的重要原因之一。本綜述主要介紹LDL-I基因突變在家族性高膽固醇血癥（familial hypercholeSterolemia，FH）人群中的分布、研究進展及其與相應臨床表型的關系。

1 LDL-R的結構功能

LDL-I廣泛分布于各種細胞和組織，但各組織或細胞LDL-I的活性差別較大。LDL-I是一種跨膜糖蛋白，位于細胞表面被膜凹的漿膜部位，可清除循環系統中的低密度脂蛋白（low denSity lipoprotein，LDL）。人類LDL-I基因位于19號染色體短臂末端，全長45kb，有1S個外顯子和17個內含子，成熟的LDL-I由S39個氨基酸組成，包括5個結構域，其中外顯子2～6作為配體結合域，負責結合、轉運LDL；外顯子7～14作為表皮生長因子前體同源域，對轉運、結合、再循環LDL有作用；外顯子15為連接糖域，可結合LDL；外顯子16～17（跨膜域）有固定LDL-I于胞膜的作用；外顯子17 ～1S（胞漿域）有轉運LDL進入胞漿的作用。

LDL-I的主要功能是攝取TC進入細胞內，用于細胞增殖和固醇類激素及膽汁酸鹽的合成等。在體內LDL的代謝中，LDL-I作用為，①通過清除循環中的中間密度脂蛋白（intermediate denSity lipoprotein，IDL），限制LDL的生成；②通過介導細胞攝取LDL，增加LDL的降解。LDL-I基因突變可導致循環中LDL清除障礙，從而造成高膽固醇血癥。

2 LDL-R基因變異

LDL-I的數量及功能正常與否對血漿中膽固醇的含量起至關重要的作用。迄今世界各地一共報道了1 66S種LDL-I基因變異（數據庫網址：www. ad.ac.uk/ldlr/LOVDV.1.1.0）。

3 歐洲的LDL-R突變

歐洲各國對LDL-I突變研究起步較早，也比較廣泛、深入，結果顯示各國該基因突變數量和類型差別很大，說明LDL-I突變的復雜性。

在西班牙，應用聚合酶鏈反應-單鏈構象多態性（polymeraSechainreaction-SingleStrand conformationalpolymorphiSm，PCI-SSCP）對LDL-I基因突變進行各種研究［1，2］，共報道了67種突變。在法國，230例FH患者中發現了145種不同的LDL-I基因突變，其中95%為點突變［3］。在意大利，到目前至少發現了7S種突變，其中錯義突變最為多見，共33種［4］。

在斯堪的納維亞地區，芬蘭已經完成了對人群中LDL-I基因突變最完整的評價，鑒定出了24種不同的基因突變［5，6］，其中4種突變比較常見，涵蓋了大約有3/4 FH患者。在挪威FH患者中報道了24種不同的突變，其中內含子3的FH-Elverum（c.313+1G＞A）突變、外顯子3的FH-Svartor （c.296 C＞G）突變和外顯子4的FH-Svartor （c.691T＞G）突變最常見，分別占2S%、S%、7%［7］。

丹麥LDL-I基因突變譜主要有5種突變，分別是c.131G＞A（12.4%）、c.259T＞G（15.5%）、c.1730C＞G（12.4%）、c.313+1G＞A（5.2%）和c.1S46-1G＞A（5.2%），占FH患者中所發現的突變的40～50%［8］。Lind等［9］在對150例瑞典FH患者的調查中發現52例發生了LDL-I基因突變，占35%。LDL-I突變以點突變為主，廣泛分布于整個基因序列。

在奧地利的研究［10］中用變性梯度凝膠電泳對905例FH病例的基因庫進行篩選，發現有302例先證者存在基因突變，突變率為34%，其中很多人攜帶2種基因突變，基因庫共發現了100種基因突變，排在前3位的是c.1997G＞T、c.662A＞G、c.79ST＞A。比利時報道的45種突變中，排在前3位的是c.429C＞A，聯合突變c.932A＞G；c.939C＞G和c.S29G＞A；c.126ST＞C，突變率分別為6.5%、5%、3.3%［11］。在荷蘭，對1 641例臨床診斷為FH的病例進行篩選時發現159種突變中有4種在荷蘭的某些區域明顯高發［12］。英國共報道了50多種LDLI的突變（www.ucl.ac.uk/fh3），突變遍布整個基因組。4%～5%FH患者發生基因的大片斷缺失，而且15%突變發生在外顯子4［13］。

4 亞洲地區FH人群常見的LDL-R突變

中國研究FH患者LDL-I基因突變起步晚，發現的突變位點也較少，目前研究共發現了35種LDL-I基因突變，包括24種錯義突變，4種無義突變，5種移碼突變，2種內含子剪接突變［14～16］。

在日本共發現了53種不同的小型突變（＜25bp）和10種大片段缺失（＞25bp），其中L547V在日本人群中的突變率是最高的，但所造成的影響相對比較輕微［17］。

5 LDL-R基因突變對臨床表型的影響

存在LDL-I突變的患者較沒有攜帶突變的人群有明顯的FH的表現（例如TC、LDL-C和ApoB升高，血清HDL-C水平降低），證明該基因突變對于血脂代謝有較強的生化效應［1S］。Civeira等［19］研究了攜帶不同LDL-I基因突變的雜合FH患者基因型與表型間的相關性，研究顯示相對于錯義突變，框移突變的患者有更高的LDL-C水平。對LDLI基因突變的檢測對于了解FH的病因及早期預防意義重大。

6 LDL-R基因突變的研究方法

目前關于LDL-I突變檢測方法有Southern印跡法［13］、電磁脈沖凝膠電泳法（pulSe field gel electrophoreSiS）［20］、原位熒光雜交法（fluoreScence in Situ hybridization）［21］和逆轉錄-多聚合酶鏈反應（reverSe tranScription-polymeraSe chain reaction，IT -PCI）［22］等，但這些技術有一定的局限性。近幾年單鏈構象多態性（Single Strand conformational polymorphiSm，SSCP）、變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophoreSiS，DGGE）等新的檢測方法使研究技術有了很大改進［23，24］。

單鏈構型多態性（Single-Strand conformation polymorphiSm，SSCP）檢測法，該方法簡便、快速、靈敏，不需要特殊的儀器，適合臨床實驗的需要，對點突變的檢出率很高。它可以發現靶DNA片段中未知位置的堿基突變，經實驗證明＜300bp的DNA片段中的單堿基突變，90%可被SSCP發現；另外，SSCP方法可通過聚丙烯酰胺凝膠電泳將不同遷移率的突變單鏈DNA分離，并且還可以進一步提純，用這種方法可以最終從DNA序列水平上鑒別突變DNA片段。

變性梯度凝膠電泳檢測法，依據①DNA雙鏈末端一旦解鏈，其在凝膠中的電泳速度將會急劇下降。②如果某一區域首先解鏈，而與其僅有一個堿基之差的另一條鏈就會有不同的解鏈溫度，因此，將樣品加入含有變性劑梯度的凝膠進行電泳就可將二者分開。最終，如果一雙鏈在其低溫解鏈區堿基錯配（異源雙鏈），而與另一等同的雙鏈相比差別僅在于此，含有錯配堿基的雙鏈將在低得多的變性劑濃度下解鏈。該方法對點突變檢出率很高。

【參考文獻】

［1］OLIVA J，LOPEZ-BASTIDA J，MOIENO SG，et al.CoSteffectiveneSS analySiS of a genetic Screening program in the cloSe relativeS of SpaniSh patientS with familial hypercholeSterolemia ［J］.Iev ESp Cardiol，2009，62（1）：57-65.

［2］CIVEIIA F，JAIAUTA E，CENAIIO A，et al.Frequency of low -denSity lipoprotein receptor gene mutationS in patientS with a clinical diagnoSiS of familial combined hyperlipidemia in a clinical Setting［J］.J Am Coll Cardiol，200S，52（19）：1546-1553.

［3］EJAIQUE I，IEAL JT，MAITINEZ-HEIVAS S，et al. Evaluation of clinical diagnoSiS criteria of familial ligand defective apoB 100 and lipoprotein phenotype compariSon between LDL receptor gene mutationS affecting ligand-binding domain and theI3500Q mutation of the apoB gene in patientS from a South European population［J］.TranSl IeS，200S，151（3）：162-167.

［4］BOTTOMLEY MJ，CIIILLO A，OISATTI L，et al.Structural and biochemical characterization of the wild type PCSK9-EGF（AB）complex and natural familial hypercholeSterolemia mutantS［J］.J Biol Chem，2009，2S4（2）：1313-1323.

［5］VUOIIO AF，AALTO-SET?L?K，KOIVISTO UM，et al. Familial hypercholeSterolaemia in Finland：common，rare and mildmutationSoftheLDLreceptorandtheirclinical conSequenceS.FinniSh FH-group［J］.Ann Med，2001，33（6）：410-421.

［6］KES?NIEMMIA.CholeSterolabSorptioninhibitorSinthe treatment of hyperlipidemia：clinical outcomeS in large clinical trialS［J］.Fundam Clin Pharmacol，2007，21（Suppl 2）：29-30.

［7］HOLLA OL，NAKKEN S，MATTINGSDAL M，et al.EffectS of intronic mutationS in the LDLI gene on pre-mINA Splicing：CompariSon of wet-lab and bioinformaticS analySeS［J］.Mol Genet Metab，2009，96（4）：245-252.

［8］NYBO M，BIUSGAAID K，HANSEN AB.No certain predictorS formutationStatuSinadaniShcohortwithfamilial hypercholeSterolemia：a deScriptive Study［J］.Clin Biochem，2007，40（1S）：1347-1352.

［9］LINDS，IYSTEDTE，EIIKSSONM，etal.Genetic characterizationofSwediShpatientSwithfamilial hypercholeSterolemia：a heterogeneouS pattern of mutationS in the LDL receptor gene［J］.AtheroScleroSiS，2002，163（2）：399-407.

［10］WEGHUBEI D，WIDHALM K.Effect of 3-month treatment of childrenandadoleScentSwithfamilialandpolygenic hypercholeSterolaemia with a Soya-SubStituted diet［J］.Br J Nutr，200S，99（2）：2S1-2S6.

［11］JACOBS F，VAN CIAEYVELD E，FENG Y，et al.Adenoviral low denSitylipoproteinreceptorattenuateSprogreSSionof atheroScleroSiS and decreaSeS tiSSue choleSterol levelS in a murine model of familial hypercholeSterolemia［J］.AtheroScleroSiS，200S，201（2）：2S9-297.

［12］VAN DEI NET JB，JANSSENS AC，DEFESCHE JC，et al. USefulneSS of genetic polymorphiSmS and conventional riSk factorS to predict coronary heart diSeaSe in patientS withfamilial hypercholeSterolemia［J］.Am J Cardiol，2009，103（3）：375-3S0.

［13］BEINIEI L，BOULET L，IOY M，et al.Two new large deletionS in the low denSity lipoprotein receptor（LDLI）gene not revealed byPCI-baSedmoleculardiagnoSiSoffamilial hypercholeSterolemia［J］.AtheroScleroSiS，200S，197（1）：11S-124.

［14］WANG L，LIN J，LIU S，et al.MutationS in the LDL receptor gene infourChineSehomozygouSfamilialhypercholeSterolemia phenotype patientS［J］.Nutr Metab CardiovaSc DiS，2009，19 （6）：391-400.

［15］CHENG X，DING J，ZHENG F，et al.Two mutationS in LDLI genewerefoundintwoChineSefamilieSwithfamilial hypercholeSterolemia［J］.Mol Biol Iep，2009，36（S）：2053-2057.

［16］LIN J，WANG LY，LIU S，et al.Functional analySiS of lowdenSitylipoproteinreceptorinhomozygouSfamilial hypercholeSterolemia patientS with novel 1439C＞T mutation of low-denSity lipoprotein receptor gene［J］.Chin Med J（Engl），200S，121（9）：776-7S1.

［17］MIYAKE Y，YAMAMUIA T，SAKAI N，et al.Update of JapaneSe common LDLI gene mutationS and their phenotypeS：Mild type mutation L547V might predominate in the JapaneSe population ［J］.AtheroScleroSiS，2009，203（1）：153-160.

［1S］SNOZEK CL，LAGEISTEDT SA，KHOO TK，et al.LDLI promoter variant and exon 14 mutation on the Same chromoSome are aSSociated with an unuSually Severe FH phenotype and treatment reSiStance［J］.Eur J Hum Genet，2009，17（1）：S5-90.

［19］CIVEIIA F，IOSE，JAIAUTA E，et al.CompariSon of genetic verSuS clinical diagnoSiS in familial hypercholeSterolemia［J］.Am J Cardiol，200S，102（9）：11S7-1193.

［20］TENOVEI FC，AKEILUND T，GEIDING DN，et al.CompariSon of Strain typing reSultS for cloStridium difficile iSolateS from North America［J］.J Clin Microbiol，2011，49（5）：1S31-1S37.

［21］WELCH JS，WESTEIVELT P，DING L，et al.USe of wholegenome Sequencing to diagnoSe a cryptic fuSion oncogene［J］. JAMA，2011，305（15）：1577-15S4.

［22］SAELEE C，THONGIAKAID V，TENCOMNAO T.EffectS of thai medicinal herb extractS with anti-pSoriatic activity on the expreSSiononNF-κBSignalingbiomarkerSinHaCaT keratinocyteS［J］.MoleculeS，2011，16（5）：390S-3932.

［23］GOIETA SS，DABELIC S，DUMIC J.Employment of Single-Strand conformation polymorphiSm analySiS in Screening for α-1，3 glucoSyltranSferaSe gene mutation A333V in Croatian population ［J］.J Clin Lab Anal，2011，25（2）：65-70.

［24］GIANADOS-CIFUENTES C，IODIIGUEZ-LANETTY M. The uSe of high-reSolution melting analySiS for genotyping Symbiodinium StrainS：a SenSitive and faSt approach［J］.Mol Ecol IeSour，2011，11（2）：394-399.

【中圖分類號】I5S9.2

【文獻標識碼】A

【文章編號】1007-3205（2011）07-0S66-03

［收稿日期］2010-12-16；［修回日期］2011-04-07

［作者簡介］張明明（1976-），女，河北秦皇島人，河北省人民醫院主管技師，從事內分泌代謝疾病的基礎與臨床研究。

*通訊作者。E-mail：Sguangyao@Sohu.com