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广西黑衣壮儿童IL-22 基因rs1179251、rs2227485位点多态性研究

2020-04-16 12:42:41 《右江医学》 2020年3期

梁立婷 陆壮念 杨丽娟 张栋 张淑华 林娜

【摘要】目的 探討广西黑衣壮儿童IL-22基因rs1179251、rs2227485位点的多态性分布特点和不同人群间的多态性差异。方法 采取多重单碱基延伸法(SNaPshot)与DNA测序相结合的方法对115例广西黑衣壮健康儿童的IL-22基因rs1179251、rs2227485位点进行基因分型检测,并用统计学方法比较不同性别及人群分布差异。结果 广西黑衣壮健康儿童IL-22基因rs1179251和rs2227485分别存在CC、CG、GG和GG、AG、AA三种基因型。rs1179251、rs2227485两位点基因型及等位基因频率在广西黑衣壮健康儿童人群中男女性别间差异无统计学意义(P>0.05)。rs1179251位点基因型及等位基因与人类基因组计划项目(Hap Map)公布的HapMap-YRI、HapMap-MKK均有统计学意义(P<0.05),与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-GIH相比差异无统计学意义(P>0.05)。rs2227485位点各基因型及等位基因分布频率与HapMap-MKK比较均有统计学意义(P<0.05),与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-YRI、HapMap-GIH相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论 IL-22基因rs1179251、rs2227485基因位点多态性在不同种族和地区间存在差异。

【关键词】白细胞介素22;单核苷酸多态性;黑衣壮;种族

中图分类号:R394.5 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2020.03.007

Genetic polymorphisms of IL-22 (rs1179251 and rs2227485) in Black-clothes Zhuang children in Guangxi

LIANG Liting1,2,LU Zhuangnian2,YANG Lijuan2,ZHANG Dong2,ZHANG Shuhua2,LIN Na1

(1.Department Pediatrics,Affiliated Hospital of Youjiang Medical University for Nationalities,2.Graduate School,Youjiang Medical University for Nationalities,Baise 533000,Guangxi,China)

【Abstract】Objective To explore the distribution characteristics of polymorphisms of interleukin-22(IL-22) (rs1179251,rs2227485) in Black-clothes Zhuang children in Guangxi and its comparison with different ethnic groups.Methods Polymorphisms of IL-22(rs1179251 and rs2227485)in 115 Black-clothes Zhuang children were genotyped by SNaPshot technique and DNA sequencing,and distribution differences between genders and groups were analyzed by statistical methods.Results CC、CG、GG and GG、AG、AA genotypes were respectively observed in rs1179251 and rs2227485 of IL-22 gene in Black-clothes Zhuang children in Guangxi population.There was no significant difference between male and female (P>0.05).Significant differences were observed between genotypes and alleles of rs1179251 and HapMap-YRI and HapMap-MKK confirmed by human genome project (HapMap) (P<0.05),but there were no significant differences between genotypes and alleles of rs1179251 and HapMap-HCB,HapMap-JPT,HapMap-GIH population(P>0.05).Significant differences were observed between genotypes and alleles of rs1179251 and HapMap-YRI and HapMap-MKK confirmed by human genome project (HapMap) (P<0.05),but there were no significant difference between genotypes and alleles of rs1179251 and HapMap-HCB,HapMap-JPT,HapMap-GIH population(P>0.05).The distribution frequency of each genotype and allele at rs2227485 site was significantly different from HapMap-MKK (P<0.05),but no significant differences were found between the distribution frequency of each genotype and allele at rs2227485 and HapMap-HCB,HapMap-JPT,HapMap-YRI and hapmap-GIH (P>0.05).Conclusion There were differences in polymorphism of IL-22 (rs1179251 and rs2227485) among different races and regions.

【Key words】interleukin 22;single nucleotide polymorphism;Black-clothes Zhuang;ethnic group

白细胞介素22(interleukin 22,IL-22)属于白介素10家族的一员,主要由Th22细胞、先天性淋巴细胞、Th17细胞等分泌,具有影响上皮再生、修复屏障、抗炎、促炎等作用。研究发现IL-22与自身免疫性疾病[1]、消化系统疾病[2]、肿瘤[3]、哮喘[4]、肺结核[5]等多种疾病相关,随着分子生物学快速发展,IL-22基因多态性与疾病的关系成为多个领域的研究热点。目前IL-22基因rs1179251、rs2227485位点在不同种族、地区之间的差异尚未有报道,因此我们应用多重单碱基延伸法(SNaPshot)与DNA测序结合的方法检测广西黑衣壮健康儿童人群这两个位点的分布情况,并比较与其他种族、地区、民族的差异情况,为研究IL-22在不同种族及地区与疾病相关性研究提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取到我院儿童保健科体检,临床指标及生长发育均正常的健康儿童,共115人,男67人,女48人,年龄3~12岁,受试者祖辈三代以上均为广西黑衣壮,研究对象儿童和(或)监护人同意并签署知情同意书,并通过我院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 DNA提取

抽取研究对象2 mL外周静脉血,存放于EDTA抗凝管中,用离心柱型血液基因组DNA提取试剂盒提取DNA,-80℃保存。

1.2.2 引物的合成

通过primer3在线软件(http://primer3.ut.ee/)委托捷瑞生物工程(上海)股份有限公司进行合成,扩增rs1179251位点和rs2227485 位点的引物(见表1)。

1.2.3 PCR扩增

采用15 μL反应体系,其中包括2.0 μL模板DNA,10×Buffer 1.5 μL、Mg2+1.5 μL、1 U Taq酶、0.3 μL dNTP、1 μL多重PCR引物,剩余的体积用双蒸水补足至15 μL,充分混匀,离心,上PCR仪(东胜龙黑金刚EDC-810 PCR仪)。PCR反应程序:95℃预变性 2 min;扩增程序: 95℃×3 min,94℃×15 s,55℃×15 s,72℃×30 s(35 cycles);最后72℃ 延伸3 min。

1.2.4 PCR產物纯化

PCR扩增后取3 μL产物用0.2 μL ExoI(Fermentas公司)和0.8 μL FastAP(Fermentas公司)纯化。

1.2.5 延伸反应

延伸反应体系:PCR产物2 μL,SNaPshot Multiplex kit 1 μL,延伸引物1 μL,水补至6 μL。延伸反应程序:96℃×1 min;96℃×10 s,52℃×5 s(30 cycles);60℃×30 s。

1.2.6 延伸产物

取1 μL加入10 μL buffer,95℃变性3 min,立即冰水浴,上测序仪(ABI3730xl)。单核苷酸多态性(single nuleotide polymorphism,SNP)分型用GeneMapper 4.1软件分析。

1.3 统计学方法

采用SPSS 22.0软件进行数据的统计分析,用计数法直接计算基因型和等位基因频率,采用Hardy-Weinberg遗传平衡定律检验群体代表性,基因型频率和等位基因频率采用χ2检验或Fisher确切概率法作比较,检验水准:α=0.05。

2 结果

2.1 IL-22基因位点rs1179251、rs2227485基因分型

经Hardy-Weinberg平衡检验分析,两位点基因型均符合Hardy-Weinberg平衡,所选人群均具有群体代表性(P>0.05),结果具有代表性。rs1179251位点存在CC、CG、GG三种基因型,基因型峰型见图1。rs2227485位点存在AA、AG、GG三种基因型,基因型峰型见图2。

2.2 IL-22基因rs1179251、rs2227485位点多态性在广西黑衣壮儿童中的分布

广西黑衣壮儿童人群IL-22基因rs1179251的3种基因型CC、CG、GG及等位基因C、G在男女两组间分布差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。rs2227485位点的3种基因型AA、AG、GG和等位基因A、G在男女两组间分布无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.3 两位点基因型及等位基因在各种族人群间的比较

经分析,广西黑衣壮儿童rs1179251位点各基因型及等位基因的分布频率与HapMap-YRI、HapMap-MKK均有统计学意义(P<0.05);与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-GIH相比差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。广西黑衣壮人群rs2227485各基因型及等位基因分布频率HapMap-MKK均有统计学意义(P<0.05),与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-YRI、HapMap-GIH相比差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

3 讨论

随着分子生物学和基因组学的飞速发展,人们发现IL-22基因存在多个单核苷酸多态性位点,且这些位点可能与某些疾病的发生发展密切相关。遗传和环境的差异可以导致有些疾病的易感性不同,通过对不同种族人群基因多态性的研究不仅可以进一步了解同一个基因在不同人群中表达的差异及疾病易感性的不同,对疾病的基因诊断及实施个体化的治疗方案具有重要意义,而且能丰富我国基因数据库。对健康人群基因多态性的研究为今后研究疾病与基因多态性的关系奠定基础,进一步揭示人类疾病发生发展提供有利条件。

编码人类IL-22基因位于12号染色体长臂1区5带,有6个外显子5个内含子,长度约6 kb,由A、B、C、D、E、F 6个α螺旋结构组成[6],其受体由IL-22R1和IL-10R2两个亚基组成,IL-22只有與两个亚基结合形成的受体复合物才有生物活性,才能激活STAT、JAK(Janus激酶)等相关的信号通路。目前研究发现IL-22基因多态性与多种疾病如自身免疫性疾病、肝炎、HIV等相关,对探索疾病的发病机制及治疗提供新的方向。关于IL-22基因SNP的研究,AKBARI等[7]发现高水平的IL-22有助于缓解高血压和冠心病的病情,rs1179251的G等位基因可能是高血压和冠心病的保护因子。ZHANG等[3]经meta分析表明IL-22基因位点rs1179251多态性可能是导致癌症的危险因素之一,而rs2227485与癌症发生的风险无关。NIU等[8]研究发现子痫前期rs2227485位点基因型与对照组有显著差异,且早发性子痫前期的等位基因和晚发性子痫前期的基因型均与对照组有显著性差异,说明rs2227485位点可能与中国汉族人群子痫前期发病相关。FURUSHO等[9]对墨西哥199例溃疡性结肠炎和697例健康对照者的IL-22基因的rs2227485位点进行基因分型及统计分析,结果表明rs2227485位点基因多态性与溃疡性结肠炎及疾病的临床表现均无相关性。WANG等[10]研究表明IL-22基因的rs1179251位点的CC基因型与幽门螺杆菌感染相关,且增加慢性萎缩性胃炎、肠上皮化生等胃癌前病变风险,说明IL-22基因多态性可能在幽门螺杆菌诱导的胃癌发生中起关键作用。QIN等人[11]应用聚合酶链反应和DNA测序的方法进行分析,发现IL-22基因rs1179251位点的多态性与胃癌和胃癌晚期及转移具有相关性。LIAO等[12]对IL-22基因的rs2227485进行基因分型检测,发现rs2227485位点C等位基因与胃黏膜相关组织淋巴瘤的易感性具有较高的相关性。同一基因位点在不同疾病不同地域人种中的研究结果不尽相同,这可能与不同地域及人种的生活环境、气候等各个方面差异以及个体之间的差异有关,因此,进一步研究不同人种及不同地域人群的基因多态性分布非常重要。为深入研究疾病与相关基因奠定基础,我们课题组主要研究广西黑衣壮哮喘儿童相关基因的筛查,前期研究了IL-33基因rs4740840G/A、rs16924159G/A多态性在广西黑衣壮儿童的分布特点[13],而至今尚未发现IL-22基因rs1179251、rs2227485位点与哮喘相关性研究的报道,因此研究IL-22基因rs1179251、rs2227485位点在广西黑衣壮健康儿童的分布特点,可为今后研究这两个位点分布特点与广西黑衣壮哮喘儿童的相关性研究奠定基础。

壮族是我国最大的一个少数民族,主要集中分布在地处中国西南边疆的广西,而黑衣壮是壮族的一个支系,主要聚居在广西那坡县境内。从我们的研究结果发现,广西黑衣壮儿童人群中IL-22基因rs1179251以基因型CC(46.09%)、CG(46.09%)和等位基因C(71.64%)多见,rs2227485以基因型 AG(57.39%)和等位基因A(54.48%)多见,rs1179251、rs2227485两位点的基因型及等位基因频率在男女性别分布比较均无显著差异,提示性别可能对IL-22基因多态性的分布影响不大。此外,我们将广西黑衣壮儿童人群与国际人类基因组单体型图计划公布的HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-YRI、HapMap-GIH、HapMap-MKK的数据比较,发现广西黑衣壮儿童rs1179251位点各基因型及等位基因的分布频率与HapMap-YRI、HapMap-MKK均有显著差异;与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-GIH相比差异不大。rs2227485位点各基因型及等位基因分布频率与HapMap-MKK均有显著差异,与HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-YRI、HapMap-GIH相比差异不大。广西黑衣壮人、HapMap-HCB、HapMap-JPT、HapMap-YRI、HapMap-GIH、HapMap-MKK为不同种族不同肤色的人群,地域环境差异大,亲缘关系远,基因多态性分布差异大,结果表明IL-22这两位点存在较强的种族性差异和地域性差异,同时也体现出基因多态性分布特点与种族差异、地域差异相关,也可能与不同的生活环境、气候、饮食等相关。本研究主要针对广西黑衣壮儿童进行SNP多态性与不同地域、种族进行比较,因不同地域人群遗传存在差异,可能造成了研究结果的不同。我们首次报道了广西黑衣壮儿童IL-22基因rs1179251、rs2227485两位点各基因型和等位基因分布特点,这不仅为IL-22基因多态性在人类疾病中的研究打下基础,也为丰富我国地区及基因扫描贡献绵薄之力。同时我们的研究也存在不足,由于样本量较少,仍需要扩大样本量进一步证实,其次,我们的研究结果仅具有区域代表性,今后我们将进一步研究IL-22基因多态性在不同民族、地区人群中对疾病的影响。

参 考 文 献

[1]HU J,LI Y,CHEN L,et al.Impact of IL-22 gene polymorphism on human immunodeficiency virus infection in Han Chinese patients[J].J Microbiol Immunol Infect,2016,49(6):872-878.

[2]YU Z Q,WANG W F,DAI Y C,et al.Interleukin-22 receptor 1 is expressed in multinucleated giant cells:A study on intestinal tuberculosis and Crohns disease[J].World J Gastroenterol,2019,25(20):2473-2488.

[3]ZHANG J,ZHAO T,XU C,et al.Four polymorphisms in the IL-22 gene and the risk of cancer: A meta-analysis[J].J Evid Based Med,2018,11(2):101-104.

[4]ITO T,HIROSE K,SAKU A,et al.IL-22 induces Reg3γand inhibits allergic inflammation in house dust mite-induced asthma models[J].J Exp Med,2017,214(10):3037-3050.

[5]RONACHER K,SINHA R,CESTARI M.IL-22:An Underestimated Player in Natural Resistance to Tuberculosis?[J].Front Immunol,2018,9:2209.

[6]PERUSINA L M,LIN Y,FANG J,et al.Biological and pathological activities of interleukin-22[J].J Mol Med (Berl),2016,94(5):523-534.

[7]AKBARI H,ASADIKARAM G,JAFARI A,et al.Atorvastatin,losartan and captopril may upregulate IL-22 in hypertension and coronary artery disease;the role of gene polymorphism[J].Life Sci,2018,207:525-531.

[8]NIU Z,ZHAO X,LIU H,et al.Impact of IL-22 and IL-22 receptor alpha 1 polymorphisms on preeclampsia risk in Chinese Han women[J].J Cell Biochem,2018,119(6):4656-4663.

[9]YAMAMOTO-FURUSHO JK,SNCHEZ-MORALES GE,GARCIA-RANGEL D,et al.Genetic polymorphisms of interleukin-22 in patients with ulcerative colitis[J].Rev Gastroenterol Mex,2016,81(2):86-90.

[10]WANG Y M,LI Z X,TANG F B,et al.Association of genetic polymorphisms of interleukins with gastric cancer and precancerous gastric lesions in a high-risk Chinese population[J].Tumour Biol,2016,37(2):2233-2242.

[11]QIN S Y,YANG X W,LUO W,et al.Association of interleukin 22 polymorphisms with gastric cancer risk[J].Tumour Biol,2015,36(3):2033-2039.

[12]LIAO F,HSU Y C,KUO S H,et al.Genetic polymorphisms and tissue expression of interleukin-22 associated with risk and therapeutic response of gastric mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma[J].Blood Cancer J,2014,4:eXX.

[13]林瑪丽,蔡旭龙,李秀洪,等.IL-33基因rs4740840G/A、rs16924159G/A多态性在广西黑衣壮儿童的分布特点[J].右江医学,2018,46(3):249-254.

(收稿日期:2019-10-10 修回日期:2019-12-24)

(编辑:潘明志)

基金项目:国家自然科学基金(81360003)

作者简介:梁立婷,女,在读硕士研究生,主治医师,研究方向:小儿呼吸、免疫性疾病。E-mail:[email protected]

通信作者:林娜。E-mail:[email protected]

[本文引用格式]梁立婷,陆壮念,杨丽娟,等.广西黑衣壮儿童IL-22 基因rs1179251、rs2227485位点多态性研究[J].右江医学,2020,48(3):194-199.