VEGF基因多态性与子宫内膜异位症遗传易感性研究进展*

2011-04-12 21:35王凤莲
关键词:等位基因内皮细胞多态性

王 稳 王凤莲

(泰山医学院附属医院妇产科,山东 泰安 271000)

子宫内膜异位症(EMs)是具有生长功能的子宫内膜出现在子宫腔以外的部位,是育龄妇女的常见病,发病率高达10%-15%,是导致痛经、盆腔痛及不孕的首要原因,严重影响中青年妇女的健康和生活质量。子宫内膜异位症的发生和发展是一个遗传和环境等多因素共同作用的过程,但其发病机制仍未完全阐明。近年来研究表明,子宫内膜异位症的发生类似于恶性肿瘤的转移和种植,与血管形成有着密切的关系。血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)在血管形成中是最重要的因子,它可直接而特异地作用于血管内皮细胞,激活内皮细胞增殖,增加血管通透性,在异位病灶的发生和发展过程中起关键作用[1]。因此,研究VEGF单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)与内异症发病风险的关系,进一步阐明内异症的分子生物学机制,已成为目前子宫内膜异位症研究领域的热点。现就近年来关于VEGF基因多态性与子宫内膜异位症遗传易感性的研究现状予以综述。

1 VEGF简介

1.1VEGF分类与结构

1.1.1VEGF分类

VEGF是1989年初Ferrara和 Gospdarowicz等分别在牛垂体滤泡星状细胞体外培养液中首先纯化出来的具有高度生物活性的功能性糖蛋白,是一种高度特异的血管内皮细胞有丝分裂素[2]。目前已发现的VEGF可分为6类:VEGF-A,-B,-C ,-D,-E和-F。VEGF-A又称为血管通透因子(vascular permeability factor ,VPF),是最常见的一种类型,且在血管的形成中具有关键作用,其余5类具有相似的结构、功能及分布。

1.1.2VEGF结构

VEGF是胱氨酸结生长因子(cystine knot growth factor, CKGF))超家族中的一员,是通过两对链间二硫键共价连接的反平行同型二聚体,其蛋白质结构具有高度保守性[3]。编码VEGF的基因定位于6p21.3,长度为14kb,由8个外显子和7个内含子组成。转录时通过对VEGF-mRNA选择性剪切可剪接成5种异构体,分别为VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF189、 VEGF206, 其中前三种是分泌型可溶性蛋白,能促进血管内皮细胞有丝分裂,提高微血管的通透性;后2种是不可溶性蛋白,与细胞膜和基底膜紧密结合,仅有增加内皮细胞通透性的作用[4]。这种可溶与不溶的形式更加符合机体对血管形成的应答调剂机制,当机体需要时,即以较大限度的可溶性形式存在;而一旦血管形成应答过度,又可以不溶形式结合到细胞膜与基底膜上,减少其危害。

1.2VEGF生物学功能

VEGF具有两大重要功能:促进血管内皮细胞分裂增生和增加血管通透性,主要是通过与血管内皮细胞表面特异性受体结合而发挥生物学效用的[5]。首先,VEGF作为一个选择性促内皮细胞有丝分裂素,表现出VEGF的有丝分裂原特性,诱导血管内皮细胞的分裂和增殖,进而导致新生血管的形成。其次,VEGF还具有促进血管构建的作用,可通过上调血浆活化因子的活性,从而最终生成新的毛细血管。由于VEGF 能特异性地促进血管内皮分裂、增殖及迁移,因此被公认为是血管生成中的"中心调节者",是最有力的血管生成因子[6]。

2 VEGF基因多态性与EMs遗传易感性

2.1VEGF基因多态性

基因多态性是指个体间的核苷酸序列存在着差异性,同一基因位点可存在两种以上的基因型,从本质上来讲,多态性的产生在于基因水平上的变异,一般发生在基因序列中不编码蛋白的区域和没有重要调节功能的区域。SNPs是人与人之间基因差异的主要表现形式,也就是这些SNPs位点的不同决定了人在寿命、疾病、身高、胖瘦、智慧、性格、对环境的反应等方面的差异。人类的VEGF基因也具有多态性,并且至少有30个单核苷酸多态性位点,如+ 405G /C、- 460C /T、+ 936C /T、-2578C /A、- 1154G /A、- 634G /C 等,仅在其启动子区就有10 种多态性[7]。目前研究最多的是5'未翻译区的-2578C/A、-460C/T、+405G/C三个多态性位点和3'未翻译区的 +936C/T位点。多个国家的学者对VEGF基因多态性开展了相关研究, 已经初步筛选了一些相关VEGF基因多态性, 如- 2578C、- 1154G 和- 634C等位基因与增加VEGF 表达有关,这些等位基因所构成的单倍体基因型对VEGF基因启动子的活性有很大影响,并可能改变VEGF的产量[8]。基于EMs是一种多基因遗传病的认识,越来越多的研究者开始致力于研究VEGF基因多态性与EMs的关系。

2.2VEGF基因多态性与EMs遗传易感性

2.2.1-2578C/A

Liu等[9]研究发现,-2578A等位基因与EMs的发病明显相关,-2578CC基因型能显著增加子宫内膜异位症的发病风险。Yang[10]等通过体外转染试验证实VEGF-2578C/C基因型可提高VEGF的蛋白表达。Shahbazi等[11]通过脂多糖刺激外周血单核细胞的实验进一步证实了VEGF-2578C/C基因型携带者VEGF蛋白表达量明显高于VEGF-2578A/A基因型携带者。但是最近Zhao等[12]人的研究表明VEGF-2578C/A基因型并不能影响VEGF蛋白的产量,与内异症发病风险无关。

2.2.2-460C/T

Watson[13]等的研究证明,-460C单倍型相比-460T单倍型具有更高的启动子活性和更高的VEGF蛋白产量,从而导致EMs患病率升高。与此相反,Bhanoori等[14]研究发现,-460T单倍型在对照组中的表达更高,而-460C多态性与EMs无关。Hsieh[15]等证实,-460T等位基因的存在明显增加内异症的发病风险。Liu等[9]研究证明,VEGF-460C/T多态的基因型和等位基因频率分布在病例组与对照组间差异均无统计学意义。Cosin[16]等研究也发现-460C/T基因型与EMs发病风险无明显相关性。

2.2.3+405G/C

Bhanoori等[14]在对南印度妇女的研究中发现,EMsⅢ~Ⅳ期患者+405G等位基因的频率更高。+405G等位基因能增加VEGF启动子活性从而增加VEGF蛋白产量,进一步增加患EMs 的风险,而+405C等位基因在此则作为一个保护性因素。Watson等[13]研究也发现,对于VEGF蛋白产量,+405GG基因型最高,CC基因型最低。除此之外,+405G单倍型相比+405C单倍型具有更高的启动子活性,因此VEGF的产量也更高。

与此相反,Kim SH[17]等在对韩国人的研究中发现,EMsⅢ~Ⅳ期患者VEGF启动子区+405G/C基因多态性在EMs组及正常对照组均能检测到,EMs组同正常对照组相比,+405C等位基因的频率更高,而+405G等位基因在对照组中表达高,+405C等位基因能提高VEGF启动子的活性,增加VEGF蛋白产量,从而增加患EMs的风险。

Gentilini等[18]的实验证实,5′未翻译区+405G/C 多态性与子宫内膜异位组织的迁移、存活和入侵具有相关性,并且对VEGF蛋白的表达有显著的影响。同时Kim JG等[19]研究还发现+405C等位基因的EMs患病率是正常人的2倍。

2.2.4+936C/T

Ikuhashi等[20]在日本调查中发现,EMs的Ⅲ~Ⅳ期患者中+936T等位基因远比对照组高,认为VEGF+936T等位基因在EMs的病理过程中发挥重要作用。Cosin等[16]在对白种人的研究中发现,+936C/T可能增加EMs的发病风险,但是在已患有EMs患者中并未检测到与此有关的多态性差异这与Kim等得出的结论一致。而Zhao等[12]研究证明VEGF+936C/T基因型与内异症的发病风险无关。

3 问题与展望

虽然很多实验发现VEGF基因多态性与EMs的发病风险有明显的相关性,但是最近Zhao等[12]在澳大利亚大样本调查VEGF候选单核苷酸-2578C/A,-460C/T,+405G/C和+936C/T的多态性与EMs的关系时,发现VEGF基因多态性与EMs发病风险无明显相关性。

目前有关VEGF多态性与EMs遗传易感性关系的研究尚处于初步阶 段,由于不同种族、不同人群基因的等位基因频率及生活背景的不同,各地结果颇不相同,有的还相互矛盾,其主要原因和存在的问题首先在于不同国家的人群种族构成, 相同多态性位点的频率分布在不同的人群与种族中差异较大;其次是所检测的基因多态性位点太少或者仅仅检测到单个位点,较多地注重基因多态性识别, 未深入探讨可能存在的基因与基因之间、基因与环境之间的交互作用;再次,是由于人力、时间或经费的限制,没有达到足够统计学效能所要求的样本含量,以及纳入人群的标准和评价分级方法不同使不同研究之间的可比性降低。

目前对VEGF基因启动子区多态性与EMs的关系的研究尚无定论,需要进一步探索VEGF基因遗传多态性和联合多态性与环境暴露因素之间的联合作用以及与其他EMs相关基因的关系。随着对血管内皮细胞生长因子家族及其受体分子生物学功能研究的深入,可进一步阐明EMs的发病机制,从基因水平调控及阻断VEGF的表达,为其临床诊断和治疗提供更有力地分子生物学理论基础。

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