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氧化还原基因的单核苷酸多态性与胶质瘤易感性的关联研究

作　者: 赵琳
导　师: 鲁艾林
学　校: 南京医科大学
专　业: 神经外科
关键词: 氧化还原 SOD 单核苷酸多态性 SNP 胶质瘤 GPX1 NOS 联合作用
分类号: R739.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

胶质瘤是中枢神经系统最常见的肿瘤，世界范围内胶质瘤发病率呈逐年递增趋势，胶质瘤年致死率和致残率长期居高不下。目前认为，胶质瘤的发生发展是遗传和环境因素共同作用的结果，但其确切的发病机制仍不清楚。不同遗传背景所致的胶质瘤发病风险的差异已广受关注。正常组织的氧化代谢过程中会产生少量的自由基(ROS/RNS)，同时通过细胞内的防御机制氧化还原基因(自由基清除酶类和抗氧化剂等)维持氧自由基的代谢平衡。但在氧化应激(oxidative stress)的状态下，细胞内氧化代谢物增加或细胞中抗氧化保护机制不足，会发生活性氧堆积并对细胞产生毒性，发生氧化和抗氧化的不平衡。自由基可直接或间接的引起细胞水平和分子水平在内的广泛的生物结构的破坏，可增强致病因素的毒性作用，可以引起基因突变。在人体中，脑组织氧代谢率最高，氧化还原基因的个体差异可能是决定胶质瘤遗传易感性极其重要的因素。氧化还原基因具有单核苷酸多态性（SNP），氨基酸替代的SNP可能改变氧化还原酶的活性。有关氧化还原基因和胶质瘤易感性的关系所知甚少，两者间的关系为本课题研究重点。氧化还原基因尤以SOD，NQO1, GPX1和NOS等基因最受关注。因此，本研究采用病例-对照研究设计，针对SOD, GPX1和NOS1等基因在中国人群中分布频率较高的的单核苷酸多态性，探讨其单独或联合与胶质瘤发病风险的关联，以期寻找一般人群中胶质瘤发病可能的遗传病因，为筛选胶质瘤高危人群以采取有效的预防控制措施提供科学依据。第一部分SOD基因单核苷酸多态性与胶质瘤易感性关系的病例对照研究超氧化物歧化酶SOD是生物体内最重要的一类清除自由基的抗氧化剂家族，催化超氧阴离子自由基变成双氧水，随后双氧水被分解，SOD属于金属蛋白酶，按照结合金属离子种类不同，该酶有以下三种：含铜与锌超氧化物歧化酶（Cu-ZnSOD）、含锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）和含铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD）先被识别的胶质瘤易感基因，其编码的多功能蛋白在细胞周期调控、DNA损伤应答、维护基因组稳定性和癌症进展中均发挥着重要作用。高共显的SOD基因突变能够显著增加胶质瘤的患病风险，在一般人群中，其基因多态性尤其是编码区的多态性改变很可能在胶质瘤发病中也具有低共显作用。因此，我们在SOD基因编码区选择了两个位点rs4880，rs2536512，3’ UTR区选择了两个位点rs5746136， rs2695232，探讨其与胶质瘤发病风险的关联。本研究采用病例对照研究设计（400例胶质瘤患者和400例健康对照），病例为在北京天坛医院、江苏省人民医院就诊，经病理组织学确诊的新发胶质瘤患者，健康对照来自于同一时间段在同样两个医院的体检无肿瘤患病史的人群，按性别，年龄，种族和吸烟状态与病例进行频数匹配。采用Taqman-OpenArray进行基因分型。由两名实验员分别采用盲法进行基因型的判读，基因型判读不一致或基因分型不成功的样本重复检测，直到达到一致。随机抽取10％样本进行重复实验，结果100％一致。结果表明各基因型在病例组和对照组之间的分布没有显著差异，单因素和多因素(调整年龄、性别和吸烟状态等混杂因素) logistic回归分析也显示，无论是显性模型还是隐性模型，均未发现SOD2rs5746136，SOD3rs2695232的改变与胶质瘤发生存在关联。按年龄、性别、吸烟状态等进行调整后，也未发现SOD2rs5746136，SOD3rs2695232位点的突变基因型与胶质瘤发生存在关联。我们发现SOD2nsSNP rs4880及SOD3rs2536512的非同义突变与胶质瘤发生存在关联。多元logistic回归分析显示，携带SOD2rs4880CC者和CT者比携带TT者发生胶质瘤的危险性分别增加6.05倍（调整OR=6.05，95％CI=2.48-14.74）和1.55倍（调整OR=1.55，95％CI=1.11-2.16），显性模型胶质瘤风险增加86%（调整OR=1.86，95％CI=1.35-2.55）。SOD3Thr58Ala位点在携带两个危险等位基因的个体中（AA基因型），能够显著增加胶质瘤的发病风险（调整OR=2.01,95﹪CI=1.20-3.39）,携带一个危险等位基因的个体中（GA基因型）,胶质瘤发病风险为1.51，(调整OR=1.51，95％CI=1.06-2.14)，显性遗传模型胶质瘤风险增加1.64倍。3’UTR区SOD2rs5746136胶质瘤风险增加，SOD3rs2695232能降低胶质瘤风险，但不具有统计学意义。本研究结果表明，SOD基因非同义突变MnSOD Val16Ala，SOD3Thr58Ala和胶质瘤的发病风险具有统计学意义的关联。第二部分GPX1基因启动子区单核苷酸多态性与胶质瘤发病风险的关联研究脑细胞较机体其他脏器而言，始终处于旺盛的代谢状态，在其代谢过程中不断产生氧自由基，活性氧，过氧化物等代谢中间产物，加上脑细胞膜富含不饱和脂肪酸，很容易产生脂质过氧化物，需要抗氧化酶来清除，使氧代谢产物维持在较低的水平，保护脑细胞免受氧化损伤的威胁。谷胱甘肽过氧化物酶GPX是脑内主要存在的一种重要的过氧化物分解酶，GPX通过活性中心的硒半胱氨酸与氧代谢产物发生接触反应，发挥其抗氧化功能。GPX1编码的抗氧化谷胱甘肽过氧化物酶异构体1,在过氧化氢存在下，催化谷胱甘肽（GSH）转变为氧化型，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，同时促进H2O2的分解，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。过氧化物属于致突变剂，GPX清除过氧化物的作用可降低致突发生率。脑内GPX可能防止脑细胞受到氧化损伤。因而GPX1也被认为是一个肿瘤抑制因子。本病例对照研究中，我们探讨了GPX1基因等位基因频率（MAF, minor allelefrequency）高于0.1的多态性（rs1800668）与胶质瘤发病的关联。本研究包含380例新发胶质瘤病例和382例频数匹配对照。采用Taqman-OpenArray进行基因分型。采用盲法和10﹪样本重复检测进行实验室质量控制。结果表明，GPX1基因rs1800668位点的多态性改变与胶质瘤易感性有显著关联，其突变基因型可显著增加胶质瘤的发病风险，与携带野生型CC的个体比较，携带杂合型CT的个体患病风险增加了5％，但是未达到显著性水平（调整OR＝1.05，95％CI＝0.72-1.53），携带突变纯合型TT的个体患病风险则增加了230％（调整OR＝3.30，95％CI＝1.07-10.24），并具有统计学意义。而显性模型显示，携带突变基因型（CT＋TT）的个体患病风险增加了18％（调整OR＝1.18，95％CI＝0.82-1.69）。第三部分NOS基因多态性与胶质瘤易感性的关联研究一氧化氮（NO）是一种多效性的信使分子，具有广泛而重要的生理和病理学功能。NO具有自由基的性质，可引起组织损伤。强氧化剂与胶质瘤的发生相关。同时NO可以促进肿瘤生长、增殖和血管发生。NO可诱导血管内皮的分裂、增生，促进肿瘤血管新生，增加肿瘤血流量，因而NO可能是肿瘤生长血管形成必要的因子。在中枢神经系统NO由一氧化氮合酶（NOS）催化L-精氨酸与氧分子经多步氧化还原反应生成。NOS是NO合成过程中的关键酶。NOS基因的单核苷酸多态性改变可影响NOS蛋白的功能，从而很可能单独或联合与一般人群的散发性胶质瘤的发病风险有关。本次病例对照研究检测NOS基因五个多态性位点的基因型，并分析其与胶质瘤易感性的关联。结果我们发现NOS1rs2682826位点的突变基因型能够显著降低胶质瘤的发病风险。与携带野生型CC的个体比较，携带杂合型CT的个体患病风险降低了43％（调整OR＝0.57，95％CI＝0.42-0.79），携带突变纯合型TT的个体患病风险则降低了13％（调整OR＝0.87，95％CI＝0.47-1.59），而显性模型显示，携带突变基因型（CT＋TT）的个体患病风险降低了39％（调整OR＝0.61，95％CI＝0.45-0.82）。并且随着携带越来越多的突变等位基因，显著减小胶质瘤发病的风险（趋势P=0.017）。

全文目录

摘要  6-11
Abstracts  11-16
序言  16-21
  参考文献  18-21
第一部份 SOD 基因单核苷酸多态性与胶质瘤易感性关系的病例对照研究  21-43
  前言  21-22
  材料和方法  22-31
  结果  31-34
  讨论  34-38
  小结  38
  参考文献  38-43
第二部分 GPX1 基因启动子区单核苷酸多态性与胶质瘤发病风险的关联研究  43-50
  前言  43-44
  材料和方法  44-45
  结果  45-47
  讨论  47-48
  小结  48
  参考文献  48-50
第三部分 NOS 基因多态性与胶质瘤易感性的关联研究  50-60
  前言  50-51
  材料和方法  51-52
  结果  52-56
  讨论  56-58
  小结  58
  参考文献  58-60
总结  60-62
综述  62-73
  参考文献  70-73
附录  73-75
  附录一主要缩略词中英文对照  73-74
  附录二已发表论文  74-75
致谢  75-76

氧化还原基因的单核苷酸多态性与胶质瘤易感性的关联研究

内容摘要

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