中国北方汉族中3个帕金森氏病易感基因的SNPs与帕金森氏病的相关性及法医学意义

摘要

帕金森病(parkinson's disease，PD)是中老年人群中常见的神经系统退行性疾病，在65岁以上的老年人中发病率高达1％，仅次于发病率居于首位的阿尔茨海默病。帕金森病以进行性运动徐缓、肌肉强直、静止性震颤及姿势障碍等症状群为主要特征，由黑质部位的多巴胺能神经元的丢失所导致。临床上对帕金森的确诊标准包括上述临床特征，同时满足应用左旋多巴治疗初期患者的症状有所改善。帕金森病的病因十分复杂，多种因素参与其中，如环境因素、遗传因素和二者之间的共同作用等都与其发病密切相关。至今为止，16个帕金森病易感基因，PARK1至PARK16，都已经有相关的研究报道。其中两个基因（PARK1和PARK8）为帕金森病的常染色体显性遗传基因，而PARK2(PARKIN)、PARK6(PINK1)、PARK7(DJ-1)和PARK9等为帕金森病的常染色体隐性遗传基因。帕金森病的全基因组范围相关性研究(GWAS)表明该病与其他基因也存在一定的相关性。
　　 在最近二十年中，PD病因学说中遗传因素与PD易患性的关系是一个日益受到关注的研究领域。在帕金森病的易感基因中，编码PARK9基因座的ATP13A2基因与Kufor-Rakeb综合症(KRS)有关。Kufor-Rakeb综合症是一种隐性、早发，非典型帕金森病的锥体束退化和认知功能障碍的症状。最近研究显示，在早发帕金森病患者中发现了基因突变现象。PARK15(FBXO7)是帕金森病的常染色体隐性遗传基因，编码F-box蛋白7(Fbxo7)。Fbxo7是一种C端有F-box结构（由40个氨基酸残基组成）的蛋白。FBXO7基因突变会产生某种帕金森病临床表现，如快速进展型帕金森病中，患者应用左旋多巴治疗后症状有所改善。在最近有关GWAS的报道中，分布在4号染色体短臂上的骨髓间质细胞抗原1(BST1)基因发现与日本群体的帕金森病发病有关，但是在美国、英国和德国群体的研究中未发现其与帕金森病相关，这可能与人群体中基因分布差异有关。
　　 上述基因突变也与帕金森病患者的种族和地域的差异密切相关。在亚洲、欧洲和美洲群体中，经对大量与帕金森病相关的不同基因上的点突变进行分析，发现突变之间存在密切的相关性。位于BST1、ATP13 A2和FBXO7这三个基因的rs4538475、rs12564040、rs11107三个SNP位点的频率数据在中国北方汉族群体中尚未涉及。本次研究采用复合PCR-RFLP的方法，同时分析确定三个SNP位点的基因型，揭示其与中国北方汉族人群帕金森病的相关性，同时也探讨了其法医学意义。
　　 材料与方法
　　 215例（平均年龄为62.59岁，年龄标准差为10.72岁，男性占53.02％）中国汉族无血缘关系帕金森病患者静脉血，采自中国医科大学附属第一医院。上述患者至少满足帕金森病的诊断标准中三种主征（进行性运动徐缓、肌肉强直、静止性震颤）其中的两项，并且应用左旋多巴治疗有效。对照组选取212例种族、年龄、性别（平均年龄为62.96岁，年龄标准差为10.73岁，男性占59.43％）与上述患者相对应的健康无神经退行性疾病的健康个体的静脉血。在本次研究中，所有被检查者都签署了知情同意书。
　　 基因组DNA采用SDS-蛋白酶K-酚氯仿方法从参与者静脉血样品白细胞中提取。根据rs4538475、rs12564040、rs11107三个SNP位点及上下游碱基序列的信息设计引物，应用复合PCR技术扩增上述三个DNA片段，选取限制性内切酶PstⅠ，并结合聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术对产物进行判读分型，对样品进行法医学相关参数的计算以及进行病例-对照相关性研究。
　　 实验结果与讨论
　　 1、本研究应用PCR-RFLP及错配PCR-RFLP的方法确定了三个基因座的基因型。三个SNP位点在帕金森患者和对照组群体中基因型经吻合度检验，均符合Hardy-Weinberg平衡定律。其中，在BST1、PARK15基因上，帕金森患者组和对照组群体中均检测到了rs4538475和rs11107基因座上的两个等位基因;在PARK9基因上的位点rs12564040只检测到一个等位基因。两组之间的基因型频率分布非常类似，可以推测在本研究中选取的三个SNP位点在中国北方汉族人群众不是帕金森病的主要易感因素。
　　 2、中国北方汉族群体3个SNP位点法医学参数及意义表1，3个SNP位点法医学参数┏━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┓┃ SNP位点┃ DP┃ H┃ PE┃ PIC┃┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫┃ rs4538475┃0.638┃0.471┃0.183┃0.374┃┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫┃ rs11107┃0.579┃0.426┃0.086┃0.332┃┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫┃ rs12564040┃0┃0┃0┃0┃┗━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┛
　　 表1中数据显示rs4538475和rs11107位点的DP值大于0.5，均属于较好鉴定能力的遗传标记，在法医个人识别和亲子鉴定中具有较高的应用价值。
　　 3、将本实验所得到的中国北方汉族健康群体的BST1、PARK15基因rs4538475和rs11107位点基因型、等位基因频率与文献报道的其他民族或种族频率进行比较。对数据比较结果的分析显示，中国北方汉族健康群体的BST1、PARK15基因的rs4538475和rs11107位点的频率分布与日本人群之间无显著差异，而与非洲黑人和欧洲白人之间有显著性差异。综上，BST1、PARK15基因SNP遗传多态性存在种族及地域差异，可应用于人类遗传学的研究。
　　 结论：
　　 在中国北方汉族群体中，BST1、PARK15和PARK9三个帕金森病易感基因上的三个SNP位点与帕金森病发病无明显相关性;rs4538475和rs11107在中国北方汉族群体中具有较好的遗传多态性，可应用于法医学的个体识别和亲权鉴定中;其遗传多态性存在地域及种族差异，可应用于人类遗传学研究。

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