谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性與急性腦梗死的關系研究

陳蘭英，劉仁斌

·論著·

谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性與急性腦梗死的關系研究

陳蘭英，劉仁斌

目的 探討谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性與急性腦梗死的關系。方法 選取2011年6月—2014年8月河北省高碑店市醫院收治的急性腦梗死患者120例作為急性腦梗死組，另選擇同期進行體檢的健康者120例作為對照組。采用比色法測定受試者血清谷胱甘肽硫轉移酶水平。提取受試者血標本基因組DNA，采用聚合酶鏈反應(PCR)擴增目的基因并進行基因型分析。結果 急性腦梗死組患者血清谷胱甘肽硫轉移酶水平為(3.45±1.46)U/ml，低于對照組的(5.14±1.89) U/ml(P<0.05)。兩組患者谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因型分布頻率比較，差異有統計學意義(P<0.05)；谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型者發生急性腦梗死的風險是谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型者的1.875倍〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕。結論 急性腦梗死患者谷胱甘肽硫轉移酶活性較低，且谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型人群急性腦梗死發生率較高。

腦梗死；谷胱甘肽硫轉移酶Pi；基因多態性

急性腦梗死發生時常伴有大量氧自由基生成，導致腦內脂質過氧化反應增強，引起和加重缺血性腦水腫[1-2]。因此，急性腦梗死患者常伴有超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、C反應蛋白(CRP)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平異常變化[3]，其主要臨床表現為偏癱、四肢癱瘓及意識障礙，顱腦CT顯示存在多個梗死灶、腦白質脫髓鞘及腦萎縮。臨床研究提示，細胞內谷胱甘肽水平與局灶性腦梗死關系密切，谷胱甘肽作為細胞抗氧化系統中的關鍵成分，其可以達到清除氧自由基的目的[4]。谷胱甘肽硫轉移酶Pi是谷胱甘肽硫轉移酶家族中的一員，是決定谷胱甘肽硫轉移酶活性的遺傳因素之一，其具有缺陷型(-)和功能型(+)兩種基因型，變異基因型可能引起代謝酶活性發生改變而導致疾病的發生[5]。分子遺傳學研究顯示，單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP)是較常見的一類遺傳多態性指標，SNPs是基因序列中單個堿基變異引起編碼的氨基酸發生改變，從而影響基因表達及蛋白質功能的改變，這些改變將導致個體間復雜疾病的易患性差異[6-8]。本研究旨在探討谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性與急性腦梗死的關系，為急性腦梗死的發病提供科學依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011年6月—2014年8月河北省高碑店市醫院收治的急性腦梗死患者120例作為急性腦梗死組。納入標準：(1)患者知情同意且愿意配合治療與檢查；(2)經顱腦CT或MRI檢查證實為急性腦梗死；(3)發病時間≤72 h。排除標準：(1)嚴重心、肝、腎功能不全，伴有出血性疾病、出血傾向；(2)過敏性疾病；(3)精神系統疾病或長期心理壓力過大；(4)近3個月服用他汀類、抗凝血或其他影響療效評價的藥物。其中男78例，女42例；年齡39～79歲，平均年齡(52.0±4.1)歲；體質指數(BMI)22.7～33.4 kg/m2，平均BMI(27.23±3.56)kg/m2。另選擇同期進行體檢的健康者120例作為對照組，其中男77例，女43例；年齡39～79歲，平均年齡(51.3±4.1)歲；BMI 22.1～33.8 kg/m2，平均BMI(27.44±3.53)kg/m2。兩組患者性別、年齡及BMI間具有均衡性。

1.2 標本采集 兩組受檢者抽取空腹外周靜脈血2 ml，3 000 r/min離心10 min，分離血清和血細胞后均放置在-80 ℃冰箱保存。

1.3 谷胱甘肽硫轉移酶活性及谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性 采用比色法測定受試者血清谷胱甘肽硫轉移酶水平，血清標本測定前置于室溫復溶，嚴格按照試劑盒說明書進行操作。采用上海萊楓哺乳動物血液基因組DNA提取試劑盒提取血細胞標本中基因組DNA，采用聚合酶鏈反應(PCR)擴增目的基因進行基因型分析，具體流程為：(1)DNA提取：取0.5～1.0 ml全血，13 000 r/min離心2 min，棄上清液(血漿)，收集沉淀，按照DNA提取試劑盒進行高通量DNA提取。(2)引物設計及合成：谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因引物序列為：上游5′-CTGCCCTACTTATGGATGGG-3′，下游5′-CTGGATTGTAGCAGATCATGC-3′。將β-actin(519 bp)做內參照以證明PCR擴增有效，引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成，谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)擴增片段為271 bp。(3)PCR反應：首先94 ℃預變性5 min，然后94 ℃變性1 min，55 ℃退火25 s，72 ℃延伸30 s，共循環32次，最后72 ℃延伸10 rain，4 ℃保存。將PCR擴增產物進行瓊脂糖凝膠電泳分析。

2 結果

2.1 血清谷胱甘肽硫轉移酶水平 急性腦梗死組患者血清谷胱甘肽硫轉移酶水平為(3.45±1.46)U/ml，低于對照組的(5.14±1.89) U/ml，差異有統計學意義(t=8.341，P<0.05)。

2.2 谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性 瓊脂糖凝膠電泳圖顯示，谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型均得到一條與預期目的片段大小一致的271 bp特異帶，而同一批基因組DNA擴增后谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型無特異性條帶出現，見圖1。兩組患者谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因型分布頻率比較，差異有統計學意義(χ2=4.985，P<0.05，見表1)；谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型者發生急性腦梗死的風險是谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型者的1.875倍〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕。

注：M為maker，1、2、3、5為谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)，4、6、7為谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)

圖1 谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因電泳圖

Figure 1 Electrophoresis chart of glutathione disulfide Pi gene

表1 兩組患者谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因型分布頻率比較〔n(%)〕

Table 1 Comparison of genotypes distribution of glutathione disulfide Pi between the two groups

組別例數谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型對照組12056(46 7)64(53 3)急性腦梗死組12042(35 0)78(65 0)

3 討論

急性腦梗死是神經科常見疾病，其致殘率和病死率均很高，給家庭和社會帶來嚴重危害。急性腦梗死發生后由于缺血再灌注損傷而產生大量氧自由基，造成腦水腫進展和組織細胞損害惡化，從而引起部分半暗帶區神經元發生遲發性死亡，形成神經元不可逆損傷，引起神經功能缺損[9]。急性腦梗死除吸煙、飲酒、高齡、高血壓、糖尿病、高脂血癥等常見危險因素之外，還有一些基因危險因素，如載脂蛋白E基因多態性、亞甲基四氫葉酸還原酶基因多態性及血管緊張素轉換酶基因多態性等[10]。

GSH-Px是血清中的主要抗氧化酶，研究發現其缺乏與腦梗死密切相關。作為GSH-Px催化反應中的底物，GSH-Px具有清除氧自由基的作用[11]，其也可使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，從而保護細胞膜的結構和功能不受過氧化物的干擾和損害。而谷胱甘肽硫轉移酶是催化還原谷胱甘肽與一系列親電子化合物之間結合反應的多功能代謝酶系，其在抗誘變和抗腫瘤過程中具有重要作用，且可以通過酶促和非酶促反應解除促癌劑和脂毒性，免除促癌因素對正常細胞的影響[12-13]。本研究結果顯示，急性腦梗死組患者谷胱甘肽硫轉移酶活性低于對照組。

SNP是在人類基因組中分布頻率超過1%的單堿基改變，其是基因序列中單個堿基的變異，堿基的變異可引起編碼的氨基酸發生改變，從而影響相關蛋白質的功能。谷胱甘肽硫轉移酶Pi是決定谷胱甘肽硫轉移酶活性的遺傳因素之一[14]。谷胱甘肽硫轉移酶Pi參與苯并(a)芘代謝產物(如環氧化物)及羥化物的解毒作用，且在機體解毒代謝過程中發揮著重要作用。谷胱甘肽硫轉移酶Pi也存在基因多態性，包括谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型和谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型。谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)可產生大量無活性酶，導致機體解毒能力下降[15]。本研究結果顯示，急性腦梗死組患者谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型分布頻率高于對照組，表明急性腦梗死患者多伴有谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型。

谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性在人群中比較普遍，相關研究表明，單一谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型并不能增加心血管疾病風險，但有研究表明，谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型增加腦血管疾病發生風險[16]。本研究結果顯示，谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型人群急性腦梗死發生風險是谷胱甘肽硫轉移酶Pi(+)基因型人群的1.875倍，表明谷胱甘肽硫轉移酶Pi可能與急性腦梗死的發生有關。

綜上所述，急性腦梗死患者谷胱甘肽硫轉移酶活性較低，且谷胱甘肽硫轉移酶Pi(-)基因型人群急性腦梗死發生率較高。

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(本文編輯：謝武英)

Relation between Gene Polymorphism of Glutathione S-transferase Pi and Acute Cerebral Infarction

CHENLan-ying，LIURen-bin.ICUofGaobeidianHospital，Gaobeidian074000，China

Objective To investigate the relation between gene polymorphism of glutathione S-transferase Pi and acute cerebral infarction.Methods From June 2011 to August 2014 in Gaobeidian Hospital，a total of 120 patients with acute cerebral infarction were selected as case group，while 120 healthy cases were selected as control group.Photocolorimetric method was used to detect the serum glutathione S-transferase level；genome DNA was extracted，and PCR was used to analyze the gene types.Results Serum glutathione S-transferase level of case group was(3.45±1.46)U/ml，was statistically significantly lower than that of control group of(5.14±1.89) U/ml(P<0.05).There was statistically significant difference of gene types of glutathione S-transferase Pi between the two groups(P<0.05)；onset risk of acute cerebral infarction of crowd with negative glutathione S-transferase Pi gene type was 1.875 times of crowd with positive glutathione S-transferase Pi gene type〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕.Conclusion Glutathione S-transferase activity of patients with acute cerebral infarction is relatively low，and crowd with negative glutathione S-transferase Pi gene type has high onset risk of acute cerebral infarction.

Brain infarction；Glutathione S-transferase Pi；Polymorphism

074000河北省高碑店市醫院重癥監護室(陳蘭英)；湖北醫藥學院(劉仁斌)

陳蘭英，劉仁斌.谷胱甘肽硫轉移酶Pi基因多態性與急性腦梗死的關系研究[J].實用心腦肺血管病雜志，2015，23(5)：028-030.[www.syxnf.net]

R 743.33

A

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.05.008

2015-02-08；

2015-05-13)

Chen LY，Liu RB.Relation between gene polymorphism of glutathione S-transferase Pi and acute cerebral infarction[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(5)：028-030.