谷胱甘肽S轉移酶M1基因缺失與老年性白內障發病關系的研究

[摘要] 目的 通過檢測谷胱甘肽S轉移酶M1（glutathione S-transferase M1， GSTM1）的基因缺失，探討其與老年性白內障發病關系。方法 對105例老年性白內障患者和60例健康人利用聚合酶鏈反應（PCR）測定外周血的GSTM1基因；白內障患者組同時取白內障晶狀體囊膜上皮細胞進行GSTM1基因檢測。 結果 白內障患者GSTM1基因缺失率達64.8%，顯著高于對照組的48.3%（P<0.05）；外周血單個核細胞GSTM1基因缺失率64.8%，晶狀體囊膜上皮細胞GSTM1基因缺失率66.7%，二者之間差異無統計學意義（P>0.05）。結論 GSTM1基因缺失者患白內障的危險性高于GSTM1基因攜帶者，提示GSTM1基因缺失很可能是老年人易患白內障的遺傳因素之一。

[關鍵詞] 谷胱甘肽轉移酶；老年性白內障；基因缺失

[中圖分類號] R776.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2014）09（c）-0053-02

白內障是目前致盲性最高的眼病之一，以老年性白內障最為常見[1]。目前老年性白內障發病機理尚不明確，可能自由基引起的超氧化反應對白內障發病有關[2-3]。谷胱甘肽S轉移酶（GST）是一組多功能蛋白，其同工酶在代謝外來化學物，特別是親電子物、藥物的轉化及對抗脂質過氧化損傷等方面有重要作用。GST同工酶有α、μ、π等型[4]，其中μ在代謝化學致癌物、解除各種親電子毒性上基質特異性最強。μ中的M1在人群中存在表型差異，其表型差異由基因缺失所致，GSTM1基因缺失表現為其酶活性缺失與老年性白內障有關[5-9]。該實驗2013年8月—2014年4月通過檢測老年白內障患者GSTM1基因，旨在探討GSTM1基因缺失與老年性白內障發病關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇明確診斷老年性白內障在該院行白內障手術的患者105例，男56例，女49例，平均年齡（70.6±10.4）歲；將60例健康體檢者作為對照組，男30例，女30例，平均年齡（69.2±11.6）歲，對照組無白內障及其他眼病史。

1.2 方法

標本收集：將患者組手術摘除的晶狀體囊膜用無菌BSS清洗后-80 ℃保存。抽取患者組和對照組2～3 mL靜脈血（EDTA-K2抗凝），與等量Hank's液混和后2 000 rpm離心20 m，提取單個核細胞加入5倍體積Hank's液，1 500 rpm離心10 m，洗滌兩次后離心棄上清-80 ℃保存。

提取RNA：將晶體囊膜及血細胞標本復融致室溫，加入1 mL Trizol液混勻（晶體囊膜要磨碎）放置10 m；加入200 uL氯仿混勻10 m；4 ℃13 000 rpm離心15 m取上層液移入另一離心管，加入等體積異丙醇混勻10 m；4 ℃13 000 rpm離心15 m吸棄上清加入1 mL 75%的乙醇清洗，4 ℃8 000 rpm離心10 m吸棄上清，重復一遍后干燥5 m加入適量DEPC水待用。

合成c-DNA及GSTM1測定：逆轉錄試劑及引物均來自廣州達安基因生物技術公司。采用ROCH Light Cycler型實時熒光定量PCR儀，按試劑說明設定好參數后進行c-DNA合成及GSTM1檢測。

1.3 統計方法

應用SPSS16.0軟件對數據進行統計學分析，實驗各組間GSTM1基因缺失率的比較均采用χ2檢驗，正態分布的資料采用均數±標準差（x±s）表示。

2 結果

2.1 白內障組與對照組的一般情況

兩組年齡、性別比較，二者差異無統計學意義（P>0.05），說明兩組患者基本情況無差異。

2.2白內障組與對照組的GSTM1基因缺失率比較

白內障患者GSTM1基因缺失率顯著高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

表1 白內障組與對照組GSTM1基因攜帶和缺失率比較

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注：與對照組比較：★P<0.05。

2.3 白內障患者外周血單個核細胞與晶狀體囊膜上皮細胞GSTM1基因缺失率比較

兩組經比較，差異無統計學意義（P>0.05），見表2。

表2 外周血單個核細胞與晶狀體囊膜上皮細胞GSTM1基因缺失率

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注：晶狀體囊膜上皮細胞比較：★P>0.05。

3 討論

白內障的形成與自由基有關[10]，急劇的氧化應力導致細胞機能障礙，細胞代謝和一些外部因子均可使細胞形成自由基，這些自由基會毒害細胞，特別是富含不飽和脂肪酸的細胞膜對氧化反應最敏感。通常晶體本身有一個完善的抗氧化防御系統[11]，能有效地清除各種原因產生的自由基，其中還原型谷胱甘肽（GSH）是晶體中最重要的抗氧化劑之一含量較高，能捕捉晶體內產生的自由基，GSH解毒作用很大程度依賴GST同工酶的催化作用，GST同工酶中GSTM1的基質特異性最強，隨著年齡的老化GST M1可能缺失，表現為GSTM1酶活性失活，使自由基與體內抗氧化系統之間失衡，產生氧化應力攻擊細胞膜，使脂質過氧化、損傷DNA和胞內蛋白質，導致晶狀體混濁形成白內障。

徐美芳等[6]和皮靜波等[12]等檢測老年性白內障患者外周血中的GSTM1基因，結果顯示老年性白內障的發病與GSTM1基因缺失密切相關。該研究顯示白內障患者外周血中的GSTM1基因的缺失率為64.8%，對照組外周血中的GSTM1基因的缺失率為48.3%，白內障患者外周血中的GSTM1基因的缺失率顯著高于對照組 （P<0.05）， 與徐美芳等[6]和皮靜波等[12]研究結果相同，表明GSTM1基因缺失可能與老年性白內障發病相關；為了避免不同組織間GSTM1的差異，該研究對外周血單個核細胞和晶狀體囊膜上皮細胞的GSTM1的基因缺失率進行了對比，二者分別為64.8%和66.7%，差異無統計學意義 （P>0.05），表明晶體上皮細胞與外周血單個核細胞中GSTM1基因具有一致性。即使晶體在胚胎發生、發育過程與周圍環境隔絕，具有特殊性，但晶體上皮細胞DNA與外周血單個核細胞相同，可以適用于基因缺失率的比較。

綜上，目前多數研究已經表明，老年性白內障與晶體的氧化損傷密切相關。特別是分子生物學技術的發展，能從基因缺失角度上解釋白內障產生的原因。該研究發現，GSTM1基因缺失者患白內障的危險性高于GSTM1基因攜帶者，提示GSTM1基因缺失很可能是老年人易患白內障的遺傳因素之一。隨著研究的深入，可能更多白內障相關基因被逐漸發現，對于今后白內障的預防和治療起到很大的幫助。

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（收稿日期：2014-06-22）