谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性与急性脑梗死的关系研究

陈兰英，刘仁斌

·论著·

谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性与急性脑梗死的关系研究

陈兰英，刘仁斌

目的 探讨谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性与急性脑梗死的关系。方法 选取2011年6月—2014年8月河北省高碑店市医院收治的急性脑梗死患者120例作为急性脑梗死组，另选择同期进行体检的健康者120例作为对照组。采用比色法测定受试者血清谷胱甘肽硫转移酶水平。提取受试者血标本基因组DNA，采用聚合酶链反应(PCR)扩增目的基因并进行基因型分析。结果 急性脑梗死组患者血清谷胱甘肽硫转移酶水平为(3.45±1.46)U/ml，低于对照组的(5.14±1.89) U/ml(P<0.05)。两组患者谷胱甘肽硫转移酶Pi基因型分布频率比较，差异有统计学意义(P<0.05)；谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型者发生急性脑梗死的风险是谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型者的1.875倍〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕。结论 急性脑梗死患者谷胱甘肽硫转移酶活性较低，且谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型人群急性脑梗死发生率较高。

脑梗死；谷胱甘肽硫转移酶Pi；基因多态性

急性脑梗死发生时常伴有大量氧自由基生成，导致脑内脂质过氧化反应增强，引起和加重缺血性脑水肿[1-2]。因此，急性脑梗死患者常伴有超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、C反应蛋白(CRP)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平异常变化[3]，其主要临床表现为偏瘫、四肢瘫痪及意识障碍，颅脑CT显示存在多个梗死灶、脑白质脱髓鞘及脑萎缩。临床研究提示，细胞内谷胱甘肽水平与局灶性脑梗死关系密切，谷胱甘肽作为细胞抗氧化系统中的关键成分，其可以达到清除氧自由基的目的[4]。谷胱甘肽硫转移酶Pi是谷胱甘肽硫转移酶家族中的一员，是决定谷胱甘肽硫转移酶活性的遗传因素之一，其具有缺陷型(-)和功能型(+)两种基因型，变异基因型可能引起代谢酶活性发生改变而导致疾病的发生[5]。分子遗传学研究显示，单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是较常见的一类遗传多态性指标，SNPs是基因序列中单个碱基变异引起编码的氨基酸发生改变，从而影响基因表达及蛋白质功能的改变，这些改变将导致个体间复杂疾病的易患性差异[6-8]。本研究旨在探讨谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性与急性脑梗死的关系，为急性脑梗死的发病提供科学依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2011年6月—2014年8月河北省高碑店市医院收治的急性脑梗死患者120例作为急性脑梗死组。纳入标准：(1)患者知情同意且愿意配合治疗与检查；(2)经颅脑CT或MRI检查证实为急性脑梗死；(3)发病时间≤72 h。排除标准：(1)严重心、肝、肾功能不全，伴有出血性疾病、出血倾向；(2)过敏性疾病；(3)精神系统疾病或长期心理压力过大；(4)近3个月服用他汀类、抗凝血或其他影响疗效评价的药物。其中男78例，女42例；年龄39～79岁，平均年龄(52.0±4.1)岁；体质指数(BMI)22.7～33.4 kg/m2，平均BMI(27.23±3.56)kg/m2。另选择同期进行体检的健康者120例作为对照组，其中男77例，女43例；年龄39～79岁，平均年龄(51.3±4.1)岁；BMI 22.1～33.8 kg/m2，平均BMI(27.44±3.53)kg/m2。两组患者性别、年龄及BMI间具有均衡性。

1.2 标本采集 两组受检者抽取空腹外周静脉血2 ml，3 000 r/min离心10 min，分离血清和血细胞后均放置在-80 ℃冰箱保存。

1.3 谷胱甘肽硫转移酶活性及谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性 采用比色法测定受试者血清谷胱甘肽硫转移酶水平，血清标本测定前置于室温复溶，严格按照试剂盒说明书进行操作。采用上海莱枫哺乳动物血液基因组DNA提取试剂盒提取血细胞标本中基因组DNA，采用聚合酶链反应(PCR)扩增目的基因进行基因型分析，具体流程为：(1)DNA提取：取0.5～1.0 ml全血，13 000 r/min离心2 min，弃上清液(血浆)，收集沉淀，按照DNA提取试剂盒进行高通量DNA提取。(2)引物设计及合成：谷胱甘肽硫转移酶Pi基因引物序列为：上游5′-CTGCCCTACTTATGGATGGG-3′，下游5′-CTGGATTGTAGCAGATCATGC-3′。将β-actin(519 bp)做内参照以证明PCR扩增有效，引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成，谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)扩增片段为271 bp。(3)PCR反应：首先94 ℃预变性5 min，然后94 ℃变性1 min，55 ℃退火25 s，72 ℃延伸30 s，共循环32次，最后72 ℃延伸10 rain，4 ℃保存。将PCR扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。

2 结果

2.1 血清谷胱甘肽硫转移酶水平 急性脑梗死组患者血清谷胱甘肽硫转移酶水平为(3.45±1.46)U/ml，低于对照组的(5.14±1.89) U/ml，差异有统计学意义(t=8.341，P<0.05)。

2.2 谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性 琼脂糖凝胶电泳图显示，谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型均得到一条与预期目的片段大小一致的271 bp特异带，而同一批基因组DNA扩增后谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型无特异性条带出现，见图1。两组患者谷胱甘肽硫转移酶Pi基因型分布频率比较，差异有统计学意义(χ2=4.985，P<0.05，见表1)；谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型者发生急性脑梗死的风险是谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型者的1.875倍〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕。

注：M为maker，1、2、3、5为谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)，4、6、7为谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)

图1 谷胱甘肽硫转移酶Pi基因电泳图

Figure 1 Electrophoresis chart of glutathione disulfide Pi gene

表1 两组患者谷胱甘肽硫转移酶Pi基因型分布频率比较〔n(%)〕

Table 1 Comparison of genotypes distribution of glutathione disulfide Pi between the two groups

组别例数谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型对照组12056(46 7)64(53 3)急性脑梗死组12042(35 0)78(65 0)

3 讨论

急性脑梗死是神经科常见疾病，其致残率和病死率均很高，给家庭和社会带来严重危害。急性脑梗死发生后由于缺血再灌注损伤而产生大量氧自由基，造成脑水肿进展和组织细胞损害恶化，从而引起部分半暗带区神经元发生迟发性死亡，形成神经元不可逆损伤，引起神经功能缺损[9]。急性脑梗死除吸烟、饮酒、高龄、高血压、糖尿病、高脂血症等常见危险因素之外，还有一些基因危险因素，如载脂蛋白E基因多态性、亚甲基四氢叶酸还原酶基因多态性及血管紧张素转换酶基因多态性等[10]。

GSH-Px是血清中的主要抗氧化酶，研究发现其缺乏与脑梗死密切相关。作为GSH-Px催化反应中的底物，GSH-Px具有清除氧自由基的作用[11]，其也可使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，从而保护细胞膜的结构和功能不受过氧化物的干扰和损害。而谷胱甘肽硫转移酶是催化还原谷胱甘肽与一系列亲电子化合物之间结合反应的多功能代谢酶系，其在抗诱变和抗肿瘤过程中具有重要作用，且可以通过酶促和非酶促反应解除促癌剂和脂毒性，免除促癌因素对正常细胞的影响[12-13]。本研究结果显示，急性脑梗死组患者谷胱甘肽硫转移酶活性低于对照组。

SNP是在人类基因组中分布频率超过1%的单碱基改变，其是基因序列中单个碱基的变异，碱基的变异可引起编码的氨基酸发生改变，从而影响相关蛋白质的功能。谷胱甘肽硫转移酶Pi是决定谷胱甘肽硫转移酶活性的遗传因素之一[14]。谷胱甘肽硫转移酶Pi参与苯并(a)芘代谢产物(如环氧化物)及羟化物的解毒作用，且在机体解毒代谢过程中发挥着重要作用。谷胱甘肽硫转移酶Pi也存在基因多态性，包括谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型和谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型。谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)可产生大量无活性酶，导致机体解毒能力下降[15]。本研究结果显示，急性脑梗死组患者谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型分布频率高于对照组，表明急性脑梗死患者多伴有谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型。

谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性在人群中比较普遍，相关研究表明，单一谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型并不能增加心血管疾病风险，但有研究表明，谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型增加脑血管疾病发生风险[16]。本研究结果显示，谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型人群急性脑梗死发生风险是谷胱甘肽硫转移酶Pi(+)基因型人群的1.875倍，表明谷胱甘肽硫转移酶Pi可能与急性脑梗死的发生有关。

综上所述，急性脑梗死患者谷胱甘肽硫转移酶活性较低，且谷胱甘肽硫转移酶Pi(-)基因型人群急性脑梗死发生率较高。

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(本文编辑：谢武英)

Relation between Gene Polymorphism of Glutathione S-transferase Pi and Acute Cerebral Infarction

CHENLan-ying，LIURen-bin.ICUofGaobeidianHospital，Gaobeidian074000，China

Objective To investigate the relation between gene polymorphism of glutathione S-transferase Pi and acute cerebral infarction.Methods From June 2011 to August 2014 in Gaobeidian Hospital，a total of 120 patients with acute cerebral infarction were selected as case group，while 120 healthy cases were selected as control group.Photocolorimetric method was used to detect the serum glutathione S-transferase level；genome DNA was extracted，and PCR was used to analyze the gene types.Results Serum glutathione S-transferase level of case group was(3.45±1.46)U/ml，was statistically significantly lower than that of control group of(5.14±1.89) U/ml(P<0.05).There was statistically significant difference of gene types of glutathione S-transferase Pi between the two groups(P<0.05)；onset risk of acute cerebral infarction of crowd with negative glutathione S-transferase Pi gene type was 1.875 times of crowd with positive glutathione S-transferase Pi gene type〔OR=1.875，95%CI(1.271，2.766)，P<0.05〕.Conclusion Glutathione S-transferase activity of patients with acute cerebral infarction is relatively low，and crowd with negative glutathione S-transferase Pi gene type has high onset risk of acute cerebral infarction.

Brain infarction；Glutathione S-transferase Pi；Polymorphism

074000河北省高碑店市医院重症监护室(陈兰英)；湖北医药学院(刘仁斌)

陈兰英，刘仁斌.谷胱甘肽硫转移酶Pi基因多态性与急性脑梗死的关系研究[J].实用心脑肺血管病杂志，2015，23(5)：028-030.[www.syxnf.net]

R 743.33

A

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.05.008

2015-02-08；

2015-05-13)

Chen LY，Liu RB.Relation between gene polymorphism of glutathione S-transferase Pi and acute cerebral infarction[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(5)：028-030.