9p21染色體位點基因表達水平與冠心病病情發展的相關性

李勇 楊特 王銘 蔣嘉輝 郭前芳 李清梁

(重慶市中醫院心血管內科，重慶 400021)

一般認為冠心病與年齡、肥胖、高血壓、高血糖、生活習慣等有關，但僅可解釋約60%的發病病機〔1～4〕。隨著近年來基因學技術的發展，發現基于基因表達改變的遺傳因素也是冠心病發生發展的主要病機，且基因學研究成為冠心病病機病理研究中的熱點問題〔5〕。Shea 等〔6〕首次報道了細胞周期依賴性激酶抑制基因(CDKN)2A、CDKN2B、甲硫腺苷磷酸化酶(MTAP)、INK4基因座中反義非編碼NRA(ANRIL)為白種人冠心病患者的易感位點基因，由于這些基因均屬于9p21染色體位點的相關基因，由此拉開了9p21染色體位點基因研究的序幕。由于基因存在人種易感差異性，而國內尚少見9p21染色體區域基因表達與冠心病病情發展相關性的系統研究報道。本研究主要觀察9p21染色體位點相關基因與冠心病病情發展的相關性。

1 資料與方法

1.1對象及分組 本研究樣本選取及實驗檢測均經醫院倫理委員會批準同意。健康人群組來自于重慶市中醫院2018年1～4月的健康體檢人群30例，均為漢族，且經病史問詢、體檢確定為非冠心病病人，同時本人及家屬直系三代無冠心病史。病例組來源于同期收治的冠心病患者90例，其中穩定型心絞痛患者、不穩定型心絞痛患者、急性心肌梗死患者各30例。病例組入選標準：①臨床表現符合冠心病診斷標準〔7〕；②漢族且無血緣關系；③冠狀動脈造影至少1支以上冠狀動脈狹窄50%以上。排除標準：①擴展型心臟病、風濕性心臟病等心臟疾病患者；②嚴重肝腎疾病患者；③已經接受靜脈溶栓治療和心臟手術者；④本人及家族直系三代冠心病史者。穩定型心絞痛組、不穩定型心絞痛組、急性心肌梗死組、健康人群組患者基線資料比較差異均無統計學意義(均P>0.05)，見表1。

表1 各組基線資料比較

1.2實驗方法 經研究對象知情同意后，采集空腹抗凝靜脈血2 ml，實驗室測定9p21染色體位點CDKN2A、CDKN2B、MTAP和ANRIL基因表達水平。

1.2.1外周血總RNA提取實驗。采用Trizol法提取外周血RNA。主要步驟：①新鮮血液標本2 ml置于離心管，紅細胞裂解液(劑量4 ml)混勻后，4℃環境下12 000 r/min離心處理(持續時間2 min)后，棄上清紅色溶液；②再加入紅細胞裂解液(劑量4 ml)混勻后，4℃環境下12 000 r/min離心處理(持續時間2 min)后，棄上清紅色溶液；③再加入磷酸鹽緩沖液(PBS)溶液(劑量4 ml)混勻后，4℃環境下作12 000 r/min離心處理(持續時間2 min)后，棄上清溶液；④再加入Trizol溶液(劑量4 ml)混勻，室溫下靜置10 min后加入三氯甲烷(劑量0.2 ml)混勻后，4℃環境下作12 000 r/min離心處理(持續時間15 min)后，棄上清液體；⑤再加入1 ml的70%乙醇(劑量1 ml)旋轉洗滌，4℃環境下作12 000 r/min離心處理(持續時間5 min)，加入焦碳酸二乙酯水(DEPC，劑量30 ml)融解沉淀，即可得到外周血總RNA提取液。

1.2.2外周血cDNA合成 反轉錄體系配置：①無RNA酶水(20 μl)；②TM緩沖液×5(1 μl)；③混合逆轉錄酶Ⅰ(1 μl)；④寡核苷酸(1 μl)；⑤6核苷酸的隨機引物(1 μl)；⑥總RNA(500 ng)。將外周血總RNA提取液2 ml與反轉錄體系溶液混勻，且在反應條件(37℃ 10 min；85℃ 10 s；4℃ 1 h)下可合成得到外周血cDNA。

1.2.3引物設計及表達量測定。以CDKN2A、CDKN2B、MTAP和ANRIL基因作為9p21染色體位點候選基因，β-actin作為內參基因，采用primer5.0標準方法進行引物設計，引物序列見表2，引物合成由本院實驗室送寶生物工程有限公司合成。

表2 相關候選基因及內參基因引物序列

合成物在實時熒光PCR擴增儀中(條件95℃ 30 s；95℃ 5 s；60℃ 20 s)進行反應，循環40次后，測定CDKN2A、CDKN2B、MTAP和ANRIL基因的mRNA表達量。

1.3統計學方法 采用SPSS20.0軟件進行χ2、LSD-t檢驗，方差分析。

2 結 果

2.1冠心病病情分期與CDKN2A位點基因表達水平的相關性 穩定型心絞痛組、不穩定型心絞痛組和急性心肌梗死組CDKN2A基因表達水平均顯著低于健康人群組(均P<0.05)。不同冠心病病情分期CDKN2A基因表達水平兩兩比較差異均有統計學意義(均P<0.05)。見表3。

2.2冠心病病情分期與MTAP位點基因表達水平的相關性 穩定型心絞痛組、不穩定型心絞痛組和急性心肌梗死組患者MTAP基因表達水平均顯著高于健康人群組(均P<0.05)。不同冠心病病情分期患者MTAP基因表達水平兩兩比較差異均有統計學意義(均P<0.05)。見表3。

2.3冠心病病情分期與CDKN2B位點基因表達水平的相關性 穩定型心絞痛組、不穩定型心絞痛組和急性心肌梗死組CDKN2B基因表達水平均顯著低于健康人群組(均P<0.05)。不同冠心病病情分期患者CDKN2B基因表達水平兩兩比較差異均有統計學意義(均P<0.05)。見表3。

2.4冠心病病情分期與ANRIL位點基因表達水平的相關性 各組ANRIL基因表達水平兩兩比較差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表3。

表3 各組CDKN2A、MTAP、CDKN2B、ANRIL位點基因表達水平比較

與健康人群組比較：1)P<0.05；與穩定型心絞痛組比較：2)P<0.05；與不穩定型心絞痛組比較：3)P<0.05

3 討 論

基因研究是當前冠心病病因病理的研究熱點。臨床研究顯示：家族聚集性是冠心病遺傳病因病理的重要特征，直系三代內有冠心病史人群的冠心病患病風險是直系三代內無冠心病史人群的12倍，且冠心病遺傳病因病理具有明顯的種族差異性〔8〕。Leander等〔9〕研究顯示，冠心病雖然具有復雜的多種致病基因，但其基因質量性變異并不符合孟德爾遺傳特征，而是存在著數量級差的變異，通俗的說就是冠心病病情發生發展可能存在多個易感區域。由于冠心病病因病理基因研究頗為復雜，基于候選基因策略的基因組關聯研究法成為研究主要方法，其通過對比分析冠心病人群和健康人群之間基因表達差異來確定疾病相關致病基因，同時也可通過對比分析冠心病不同病情發展人群之間基因表達變異差異來分析促使病情發展的相關基因〔10〕。由于基于候選基因策略的基因組關聯研究法，不需要具體了解候選基因具體作用機制，只需要了解致病基因所處位點，就可通過基因表達檢測技術來展開研究，使該方法在冠心病病情發生發展易感區域致病基因研究中應用越來越廣泛。

當前，國外學者采用基于候選基因策略的基因組關聯研究法已經發生較多與冠心病病情發生發展相關易感區域，這無疑是冠心病病因病機基因研究中的一個巨大進步，其中9p21染色體位點是最新研究發現的冠心病病因病機易感基因區域。21世紀初《Science》首次報道9p21染色體位點是白種人群冠心病易感基因位點以來〔11〕，加拿大、英國學者相繼發布類似報道〔12〕。2013年法國、德國、日本等6國成立國際合作研究小組，分別對本國冠心病人群與9p21染色體區域基因的相關性進行研究，并印證了9p21染色體區域基因與冠心病病情發生發展密切相關〔13〕。9p21染色體位點基因存在高度不平衡特性，其中CDKN2A、CDKN2B、ANRIL 和MTAP是臨床基因研究中的最熱基因。

CDKN2A、CDKN2B均屬于9p21染色體位點的周期編碼基因，在細胞運行周期中具有抑制細胞活性作用，且是冠心病動脈粥樣硬化的重要相關基因〔14〕。已有研究顯示，CDKN2A、CDKN2B基因主要位于9p21染色體位點上游部分，且為白種人群冠心病的致病基因〔15，16〕。ANRIL基因為一種反義非編碼RNA基因，其主要表達于血管巨噬細胞、動脈粥樣硬化斑塊細胞9p21染色體位點下游部分，其可通過轉錄控制來激活血管巨噬細胞、血管上皮組織細胞增殖通路相關基因的高表達〔17〕。有文獻研究顯示ANRIL與冠心病動脈粥樣硬化病情發展密切相關，推測ANRIL可促進動脈粥樣硬化的發生發展〔18〕。MTAP 基因屬于9p21染色體位點關聯基因，在機體MTAP代謝功能中具有重要作用，且MTAP基因的多態性與冠心病患者心肌梗死的發生密切相關〔19〕。本研究結果提示，9p21染色體區域的CDKN2A、CDKN2B、MTAP基因與冠心病發生密切相關，且隨著冠心病病情發展，9p21染色體區域的CDKN2A、CDKN2B、MTAP基因表達與正常健康人群差異越明顯，9p21染色體位點CDKN2A、CDKN2B、MTAP基因表達水平可能是漢族冠心病人群臨床診治的潛在靶基因。這可能與上文闡述的CDKN2A基因和CDKN2B基因在細胞運行周期中具有抑制細胞活性作用有關，也可能與ANRIL基因提示使患者MTAP代謝功能受到抑制有關。本研究結果顯示，ANRIL基因可能與冠心病病情發生發展無相關性，這與國外研究不吻合〔20〕，其原因可能在于本研究中的人種選擇差異或本研究中的病例樣本較小，這仍需下一步研究證實。

綜上所述，冠心病已經是全球所關注的重大公共衛生問題，其病因病理基因研究是當前熱點研究方向。9p21染色體區域的CDKN2A、CDKN2B、MTAP、ANRIL等基因與白種人群冠心病病情發生發展相關，但本研究僅研究顯示漢族人群冠心病病情發生發展與CDKN2A基因、CDKN2B基因表達下降和MTAP 基因表達提升密切相關，9p21染色體位點CDKN2A、CDKN2B、MTAP基因表達水平可能是漢族冠心病人群臨床診治的潛在靶基因。