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IgA肾病肾功能损害患者肾素-血管紧张素系统基因多态性研究

2013-04-20尤燕舞杨发奋

中国全科医学 2013年20期
关键词:变性等位基因肾小球

尤燕舞,杨发奋,林 栩,王 洁

IgA肾病是我国最常见的原发性肾小球疾病,占原发性肾小球疾病的40%以上,大多数患者病程呈慢性进展,是导致终末期肾脏病的最常见病因,肾功能损害是IgA肾病进展的危险因素之一。IgA肾病的发病机制尚不清楚,研究认为遗传因素在IgA肾病的发生发展中起着重要作用[1]。目前仍无针对IgA肾病的特异性治疗,但血管紧张素转化酶抑制剂和血管紧张素受体阻断剂治疗IgA肾病的疗效是得到公认和肯定的。本研究旨在探讨IgA肾病肾功能损害患者肾素-血管紧张素系统(RAS)的3个主要基因,即血管紧张素Ⅱ 1型受体(AT1R)基因A1166C、血管紧张素Ⅰ转化酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)和血管紧张素原(AGT)基因M235T的多态性。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2010年6月—2012年7月右江民族医学院附属医院和百色市人民医院确诊的IgA肾病患者68例为肾病组,其中男36例,女32例;平均年龄为(33.6±12.5)岁;患者均符合以下诊断标准:出现镜下或肉眼血尿,伴或不伴蛋白尿,肾活检后免疫病理明确IgA或以IgA为主的免疫复合物在肾小球系膜区弥漫沉积,尿蛋白定量56.3~1 628.5 mg/24 h,肾小球滤过率(GFR)48~126 ml/min;排除其他肾小球疾病患者。根据GFR将肾病组分为肾功能损害组4例(GFR<70 ml/min)和无肾功能损害组64例(GFR≥70 ml/min)。选取2012年7月在右江民族医学院附属医院体检且性别、年龄与肾病组患者相似的健康人70例为对照组,其中男34例,女36例;平均年龄为(31.5±10.8)岁,相互间无血缘关系,血常规、血脂及其他生化指标均在参考值范围内,心电图检查正常。

1.2方法

1.2.1基因组DNA提取采集受检者静脉血3 ml,用乙二胺四乙酸盐(EDTA-K2)抗凝,采用改良碘化钠法提取白细胞基因组DNA,-86 ℃冰箱保存备用。

1.2.2AT1R基因A1166C多态性检测采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术(PCR-RFLP)。PCR反应引物序列为A1166C-F:5′-CTCATCCACCAAGAAGCCT-3′,A1166C-R:5′-AGAAAAGTCGGTTCAGTCCA-3′。在15.0 μl的反应体系中含50 pmol/μl引物各0.2 μl、1.5 μl的10×buffer、0.3 μl的2.5 Mm dNTP、0.1 μl的5 U Taq酶、1.2 μl MgCl2,在PCR扩增仪上按以下条件进行循环反应:95 ℃预变性5 min,95 ℃变性30 s、68 ℃退火45 s、72 ℃延伸60 s,20个循环;95 ℃变性30 s、58 ℃退火30 s、72 ℃延伸40 s,20个循环;72 ℃充分延伸6 min,取扩增产物10 μl,37 ℃用DdeⅠ水解过夜。3%琼脂糖凝胶电泳(恒压150 V,电泳液为1×TBE),溴酚蓝染色30 min后紫外灯下观察结果。

1.2.3ACE基因I/D多态性检测采用直接PCR法,ACE基因第16内含子中存在的缺失(D)和插入(I)多态性表现为缺失纯合子(DD)、插入纯合子(II)以及缺失和插入杂合子(DI)3种基因型。PCR反应引物序列为hACE-F:5′-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3′,hACE-R:5′-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3′。在15.0 μl的反应体系中含50 pmol/μl引物各0.2 μl、1.5 μl的10×buffer、0.3 μl的2.5 Mm dNTP、0.1 μl的5 U Taq酶、1.2 μl MgCl2,在PCR扩增仪上按以下条件进行循环反应:95 ℃预变性300 s,95 ℃变性30 s、68 ℃退火45 s、72 ℃延伸60 s,20个循环;95 ℃变性30 s、58 ℃退火30 s、72 ℃延伸40 s,20个循环;72 ℃充分延伸6 min,取扩增产物10 μl用1.5%琼脂糖凝胶电泳(恒压150 V,电泳液为1×TBE),溴酚蓝染色30 min后紫外灯下观察结果。

1.2.4AGT基因M235T多态性检测采用PCR-RFLP,PCR反应引物序列为rs699-F:5′-GAAGACTGGCTGCTCCCTCA-3′,rs699-R:5′-TCAGCTACACATTGGATACTAAGTC-3′。在15.0 μl的反应体系中含50 pmol/μl引物各0.2 μl、1.5 μl的10×buffer、0.3 μl的2.5 Mm dNTP、0.1 μl的5 U Taq酶、1.2 μl MgCl2,在PCR扩增仪上按以下条件进行循环反应:95 ℃预变性300 s,95 ℃变性30 s、68 ℃退火45 s、72 ℃延伸60 s,20个循环;95 ℃变性30 s、58 ℃退火30 s、72 ℃延伸40 s,20个循环;72℃充分延伸6 min,取扩增产物10 μl,37 ℃用Hin1Ⅱ酶水解过夜。3%琼脂糖凝胶电泳(恒压150 V,电泳液为1×TBE),溴酚蓝染色30 min后紫外灯下观察结果。

1.2.5基因测序取不同基因型的酶切产物或PCR产物各30 μl送上海生工生物工程有限公司进行测序,以证实与酶切鉴定的基因型结果是否一致。

1.3统计学方法计算各组AT1R基因A1166C、ACE基因I/D、AGT基因M235T基因型频率,确认其是否符合Hardy-Weinberg平衡公式P2+2Pq+q2=1(P为AA或II或MM基因型频率,q为CC或DD或TT基因型频率,Pq为AC或ID或MT基因型频率)。应用SPSS 16.0统计软件进行分析,计数资料以频数表示,采用χ2检验;以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1基因型频率AT1R基因A1166C、ACE基因I/D、AGT基因M235T基因型频率符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律,具有群体代表性。

2.2电泳结果AT1R基因A1166C基因型可见188 bp的等位基因1166A片段(切点消失),等位基因1166C片段(切点存在)呈130 bp和58 bp两个片段(见图1A);ACE基因I/D基因型可见D等位基因PCR扩增产物为190 bp,I等位基因PCR扩增产物为490 bp(见图1B);AGT基因M235T基因型有3种:纯合子MM只见1条173 bp电泳带,纯合子TT可见133 bp和40 bp两条电泳带,杂合子MT可见173 bp、133 bp和40 bp共3条电泳带(见图1C)。

2.3基因型分布肾病组与对照组ACE基因I/D基因型分布比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组AT1R基因A1166C、AGT基因M235T基因型分布比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。

2.4基因测序结果AT1R基因A1166C的AA和CC两种基因型,ACE基因I/D的II、ID、DD 3种基因型,AGT基因M235T的MM、MT、TT 3种基因型基因测序结果采用局域序列对位排列计算工具(BLAST)进行比对后证实一致,见图2。

2.5亚组分析肾功能损害组与无肾功能损害组ACE基因I/D基因型分布比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组AT1R基因A1166C和AGT基因M235T基因型分布比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表2)。

注:A为AT1R基因A1166C电泳图;B为ACE基因I/D电泳图;C为AGT基因M235T电泳图

图1RAS基因多态性电泳图

Figure1Electrophoretic map of RAS genetic polymorphism

注:A为AT1R基因A1166C AA型,B为AT1R基因A1166C CC型;C为ACE基因I/D DD型,D为ACE基因I/D ID型,E为ACE基因I/D II型;F为AGT基因M235T MM型,G为AGT基因M235T MT型,H为AGT基因M235T TT型

图2RAS基因多态性基因测序图

Figure2Gene sequencing diagram of RAS genetic polymorphism

表1 两组AT1R基因A1166C、ACE基因I/D、AGT基因M235T基因型和等位基因分布比较〔n(%)〕

表2 AT1R基因A1166C、ACE基因I/D、AGT基因M235T基因型和等位基因分布的亚组分析

3 讨论

IgA肾病是一种肾小球系膜区IgA沉积或以IgA沉积为主的原发性肾小球疾病,主要病变特点为弥漫性肾小球系膜细胞、基质增生,IgA呈颗粒状或团块状在系膜区或毛细血管壁分布,病变程度轻重不一,如出现肾功能损害,则病情缓慢进展,预后不良。近年来,遗传因素在IgA肾病的发生发展中的作用引起了学者们的重视[2-4]。在众多原发性肾小球疾病的候选基因和位点中,RAS的编码基因是目前研究最多的易感基因。

ACE的主要生理功能是将血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)转化为效应肽血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ),在肾脏系统的调节、电解质和容量平衡的维持中起重要作用。ACE基因位于染色体17q23,编码区全长21 kb,包含25个内含子和26个外显子。其中第16内含子中存在I/D多态性。近年来,ACE基因I/D多态性与疾病的相关性已引起学者们的关注[5-6]。一项关于ACE基因I/D多态性与IgA肾病相关性的Meta分析显示,DD基因型和D等位基因与亚洲人和总体人群IgA肾病发病的关系密切,在亚洲人群中DD基因和D等位基因是IgA肾病发病的致病基因,II基因是保护性基因[7]。本研究结果显示,IgA肾病患者ACE基因I/D多态性与健康人之间存在明显差异,与既往研究结果一致。有部分研究推测RAS基因多态性与IgA肾病肾功能损害有关。Huang等[8]在研究IgA肾病所致的终末期肾脏病患者RAS基因多态性时发现,AT1R基因A1166C、ACE基因I/D和AGT基因M235T基因型在IgA肾病组与正常对照组的分布相似,而IgA肾病致终末期肾脏病组与IgA肾病不伴终末期肾脏病组比较,仅ACE基因DD基因型分布明显升高,说明携带DD基因型的IgA肾病患者更易于发生终末期肾脏病。Hsu等[9]发现,IgA肾病肾功能恶化患者DD基因型的分布明显升高,其认为ACE基因I/D多态性与IgA肾病肾功能损害有关。本研究结果显示,IgA肾病肾功能损害患者ACE基因I/D的DD基因型和D等位基因分布较无肾功能损害患者明显升高,与既往研究结果一致[10],证明ACE基因I/D多态性与IgA肾病肾功能损害有关。

ATlR主要分布于血管、心脏、肾脏、脑和肝脏,是介导维持和升高血压的关键因子AngⅡ的受体,可通过血管收缩促进血管平滑肌细胞增殖和迁移,在维持血压及靶器官损害过程中起着重要作用。AT1R基因位于3号染色体,可编码356个氨基酸,编码区全长1 kb,仅有1个外显子。现已发现AT1R基因有5个多态位点,即T573→C,A1062→G,A1166→C,G1517→T,A1878→G[11],其中A1166C多态性与肾小球疾病有关,因此,AT1R基因A1166C多态性在肾小球疾病中的遗传标记为肾病学者所关注。Woo等[12]在研究IgA肾病患者AT1R基因A1166C多态性时发现,AT1R基因A1166C多态性与IgA肾病无关。本研究结果显示,IgA肾病患者AT1R基因A1166C多态性与健康人之间无明显差异,且AT1R基因A1166C多态性在肾功能损害与无肾功能损害患者中的分布也无明显差异。

AGT是一种在肝脏合成的球状糖蛋白,其作为肾素底物在调节血压方面发挥着重要作用。AGT基因位于染色体1q42~43,全长12 kb,包含4个内含子和5个外显子,其第2外显子704上的碱基T突变为C,导致AGT第235位的蛋氨酸被苏氨酸替换。黄海东等[13]研究发现,AGT基因M235T多态性与IgA肾病的发病、临床特征、病理特征等均无关。本研究结果显示,IgA肾病患者AGT基因M235T多态性与健康人之间无明显差异,且AGT基因M235T多态性在肾功能损害与无肾功能损害患者中的分布也无明显差异。

综上所述,ACE基因I/D多态性与IgA肾病的发生、出现肾功能损害有关,DD基因和D等位基因是IgA肾病患者发生肾功能损害的易感因素;IgA肾病患者RAS基因多态性除与种族、临床特征、病理特征等有关外,还可能与RAS基因在IgA肾病中的作用机制、遗传学背景等有关。但由于本研究样本量较小,对于IgA肾病高危人群的风险预测还有待于在更大样本、多中心的人群中进一步验证。

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