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宁夏回、汉族人群HSD17B1基因单核苷酸多态性的分布特征

更新时间:2009-03-28

17β-羟类固醇脱氢酶 1(17 beta-hydroxysteroid dehydrogenases,HSD17B1)属于 17β-羟类固醇脱氢酶(17β-HSD)家族中发现最早和研究最深入的还原酶,是雌激素合成过程中最后步骤的关键酶[1]。17β-HSD1活性中心为典型的Rossmann折叠,由7个平行的β折叠组成,四周围绕着6个α螺旋,其中C末端的两个螺旋-转角-螺旋结构域主要负责底物的特异性识别,与雌激素空间构象高度互补,该活性中心中关键的氨基酸包括Ser142、Tyr155 和 Lys159。17β-HSD1存在于细胞质中,以NADPH为辅酶,将雌酮(E1)转化为高生物活性的雌二醇(E2),调节组织中雄激素和雌激素受体前水平从而在生殖系统中发挥重要作用[2]。HSD17B1基因定位于染色体17q12-q21,基因全长为3.2kb,含有6个外显子和5个内含子,主要表达于卵巢、胎盘和乳腺组织中,编码17β-羟基类固醇脱氢酶1[3]。研究表明,在不同人群中,HSD17B1的一些单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与许多性激素依赖疾病有关,如子宫内膜腺癌、乳腺癌、自发性流产、前列腺癌、及肝癌等[4-9]。其中,主要研究的多态性位点为rs605059与rs676387,这些位点多态性的改变可能影响17β-羟基类固醇脱氢酶1活性,从而影响雌激素的合成,进一步导致相关疾病的发生及个体患病易感性的差异。

选取我院于2016年7月~2017年7月收治的冠心病患者60例作为研究组,并选取同期来我院行健康体检的健康人60作为对照组,所有入选者均在知情同意下签署授权同意书,并报告院内伦理委员会备案。研究组中男性41例,女性19例,年龄35~74岁,平均年龄为(52.94±4.67)岁;对照组中性38例,女性22例,年龄31~73岁,平均年龄为(50.29±4.08)岁,观察组与对照组在性别组成与年龄等方面比较差异P>0.05,无统计学意义。

我国是一个多民族的国家,不同民族间的遗传背景差异,则其基因多态性的分布会存在种族特异性。因此,了解不同群体中HSD17Bl基因多态性的分布特征,可以从基因水平阐明性激素相关疾病在不同地区、不同种族间遗传易感性的差异。本研究选择了HSD17B1三个单核苷酸多态性位点 rs605059(G→A),rs676387(C→A)和标签rs2676531(T→C),分析其基因频率及基因型频率在宁夏回、汉族群体中的分布特征,并与人类基因组计划(http://www.hapmap.org)公布的其他人群的分布特征进行比较,以期为相关研究提供基础资料。

而对于公众尤为关心的农药和农用化肥问题,我国在全国范围内实施《到2020年农药使用量零增长行动方案》《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。据统计,在2014年农药使用量180.69万吨的基础上,2015年、2016年、2017年全国农药使用量分别下降到178.3万吨、174.10万吨、171.10万吨。2016年全国农用化肥使用量开始下降为984.1万吨,比2015年减少38.5万吨。这是我国有化肥使用数据统计以来,历史上首次实现使用量的减少。

1 对象与方法

1.1 研究对象

依照知情同意原则,选取并采集宁夏医科大学822例健康学生的血液标本,所有个体间无血缘关系、父母为同一民族且三代以上居于本地。其中,男性314例(回族128例,汉族186例),女性508例(回族282例,汉族226例),平均年龄(19.54±1.37)岁。

本研究群体基因型频率与等位基因频率均符合H-W平衡(P>0.05),表明本研究所选取的样本具有较好的群体代表性。

将宁夏人群HSD17B1基因三个SNPs位点基因型和等位基因频率与人类基因组计划公布的4个地区人群:欧洲人群(HapMap-CEU)、日本人群(HapMap-JPT)、非洲人群(HapMap-YRI)和北京汉族人群(HapMap-HCB)的基因型与等位基因频率结果进行比较,见表4。结果显示,宁夏人群HSD17B1基因rs605059位点基因型与等位基因频率分布与欧洲人群比较差异有统计学意义(P<0.05),与日本人群、非洲人群和北京汉族人群比较差异无统计学意义(P>0.05);rs676387位点基因型频率与等位基因频率分布与非洲人群比较差异有统计学意义(P<0.01),与欧洲人群、日本人群、和北京汉族人群比较差异无统计学意义(P>0.05);rs2676531位点基因型与等位基因频率与欧洲人群和非洲人群比较差异有统计学意义(P<0.01),与日本人群和北京汉族人群比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 基因分型

2.3.2 HSD17B1基因三个SNPs位点基因型与等位基因频率在宁夏男、女性群体间的分布 HSD17B1基因多态性位点 rs605059、rs676387、rs2676531基因型和等位基因频率的总体分布在宁夏男、女性群体间差异无统计学意义(P>0.05)(表 3)。

 

表1 HSD17Bl基因3个多态性位点扩增目的片段引物序列

  

SNPs 引物序列 产物长度/bp rs605059 F:5'-CCTAGCTGCGCTGGTAAAAC-3' 565 R:5'-TCTACCAATACCTCGCCCAC-3'rs676387 F:5'-TGTGGGCGAGGTATTGGTAG-3' 627 R:5'-TCCCCGAACCCTCTTAACTC-3'rs2676531 F:5'-CTTCTCCTGTCCTCTTTTCAGC-3' 535 R:5'-AGACCGGGTCTCACTCTGTTAC-3'

1.3 统计学方法

采用SPSS 22.0统计软件对结果进行分析,Haploview软件检验3个位点基因型分布的Hardy-Weinberg平衡,采用χ2检验分析回汉族间基因型频率及等位基因频率分布特征,P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 Hardy-Weinberg平衡检验

与这些“惊艳”的品牌产品相比,美国美敦力公司带来最“走心”的产品。在进博会上,美敦力用胶囊大小、重量仅有2克的无线心脏起搏器让人们看到生命科技的未来。

2.2 HSD17B1基因三个多态性位点基因分型结果

2.3.1 HSD17B1基因三个SNPs位点基因型频率与等位基因频率在宁夏回、汉族群体中的分布 HSD17B1基因rs2676531位点在宁夏回、汉族群体中等位基因频率的总体分布差异有统计学意义(P<0.05);rs605059、rs676387 位点在宁夏回、汉族群体间的基因型和等位基因频率总体分布差异无统计学意义(P>0.05),如表2所示。

  

图1 各位点基因分型散点图

2.3 HSD17B1基因单核苷酸在宁夏群体间的分布

Taqman探针基因分型(美国7500fast real time PCR仪)结果可显示为散点图,图中按照横坐标(Allele1)和纵坐标(Allele2)将每个位点基因型均分成三群,每一群代表一种基因型,对因DNA浓度过低或仪器等原因出现的未确定基因型进行重复实验并选送测序(见图1)。红色荧光点代表Homozygous 1/1,蓝色荧光点代表Homozygous 2/2,绿色荧光点代表Heterozygous 1/2。在NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.Gov/)网站查找各位点的等位基因频率,确定结果中Allele1/Allele2所代表的等位基因,以确定各样本基因型。将每个基因型各随机选择2%行扩增和测序验证,测序结果与相应Taqman探针分型结果一致,准确率100%。

采集静脉血2~5mL,EDTA抗凝,DNA提取试剂盒(北京天根生化科技有限公司)提取DNA,琼脂糖凝胶电泳检测。Taqman探针法进行3位点的基因分型,于ABl7500fast PCR仪进行检测,反应体系为 5μL,含 2×Mix 2.5μL,40× Probe 0.125μL,50×ROX 0.1μL,三蒸水 1.275μL,模版DNA 1μL。对于各基因型,随机选取2%的样本进行DNA扩增测序,将测序所得基因型结果与TaqMan探针法基因分型结果进行比对,验证TaqMan探针基因分型的准确性。各位点引物均由Primer5软件设计,上海生工公司合成引物,长度20bp左右,退火温度6l℃~63℃,产物长度500~650bp,见表 1。

 

表2 宁夏回、汉族群体HSD17B1基因三个SNPs位点基因型与等位基因频率比较[n(%)]

  

SNPs位点 民族 n 基因型频率 χ2值 P值 等位基因频率 χ2值 P值rs605059 AA GA GG A G回族 410 97(23.66) 201(49.02) 112(27.32) 2.449 0.294 395(48.17) 425(51.83) 2.037 0.154汉族 412 89(21.6) 190(46.12) 133(32.28) 368(44.66) 456(55.34)rs676387 CC CA AA C A回族 410 141(34.39) 203(49.51) 66(16.1) 0.383 0.826 485(59.15) 335(40.85) 0.341 0.559汉族 412 150(36.41) 199(48.3) 63(15.29) 499(60.56) 325(39.44)rs2676531 TT TC CC T C回族 410 92(22.44) 208(50.73) 110(26.83) 3.967 0.138 392(47.8) 428(52.2) 3.890 0.049汉族 412 76(18.45) 202(49.03) 134(32.52) 354(42.96) 470(57.04)

 

表3 宁夏不同性别间HSD17B1基因三个SNPs位点基因型和等位基因频率比较

  

SNPs位点 性别 n 基因型频率[例数(%)] χ2值 P值 等位基因频率[例数(%)] χ2值 P值rs605059 AA GA GG A G男性 314 77(24.52) 144(45.86) 93(29.62) 1.123 0.570 298(47.45) 330(52.55) 0.443 0.506女性 508 109(21.46) 247(48.62) 152(29.92) 465(45.77) 551(54.23)rs676387 CC CA AA C A男性 314 114(36.31) 144(45.86) 56(17.83) 2.565 0.277 372(59.24) 256(40.76) 0.162 0.668女性 508 177(34.84) 258(50.79) 73(14.37) 612(60.24) 404(39.76)rs2676531 TT TC CC T C男性 314 71(22.61) 151(48.09) 92(29.3) 1.526 0.466 293(46.66) 335(53.34) 0.671 0.413女性 508 97(19.09) 259(50.98) 152(29.92) 453(44.59) 563(55.41)

2.4 宁夏回、汉族群体HSD17B1基因多态性基因型及等位基因频率与其他地区及种族的比较

本文对2013-2017年5年间我国二语词汇学习研究的发展状况进行了文献分析。研究结果表明,我国研究在英语词汇学习方面取得了不少重要研究成果。但在词汇学习研究方面还有更多的发展研究。今后的英语词汇学习可以在以下方面进行研究:1)词汇研究成果应用广泛性的研究;2)针对中小学阶段的英语词汇学习研究;3)注重多种研究方法的研究。词汇学习对于语言学习具有重要意义,相信随着我国英语词汇学习研究的不断发展,我国在英语词汇学习研究方面定会有更多的成果。

3 讨论

人类HSD17B1基因编码还原性的17β-羟基类固醇脱氢酶,该酶的主要功能是调控高活性雌酮与低活性雌二醇之间的相互转化,从而调节雌激素受体和其他非基因组信号通路的活性[10]。因此,HSD17B1基因变异很有可能引起酶结构与功能的异常从而改变雌激素的水平,最终导致性激素代谢缺限相关疾病的发生。有研究发现,HSD17B1基因多态性与前列腺癌、乳腺癌、自发性流产、肝癌等相关联,但在不同人群中所得结论不尽相同。了解群体中HSD17B1基因多态性的分布特征及种族差异,可以从基因水平阐明相关疾病及行为特征在不同地区、不同种族间遗传易感性的差异。

 

表4 宁夏地区人群HSD17B1多态性位点等位基因及基因型频率分布与人类基因组计划不同地区人群间的结果比较

  

SNPs位点 人群 n 基因型频率[例数(%)] χ2值 P值 等位基因频率[例数(%)] χ2值 P值rs605059 AA GA GG A G Ningxia 822 186(22.63) 391(47.57) 245(29.81) 2.950 0.229 763(46.41) 881(53.59) 2.763 0.096 HapMap-HCB 103 19(18.45) 45(43,69) 39(37.86) 83(40.29) 123(49.71)HapMap-JPT 104 22(21.15) 50(48.08) 32(30.77) 0.123 0.940 94(45.19) 114(54.81) 0.110 0.740 HapMap-CEU 99 34(34.34) 46(46.46) 19(19.19) 8.572 0.014 114(57.58) 84(42.42) 8.831 0.003 HapMap-YRI108 25(23.15) 52(48.15) 31(28.7) 0.057 0.972 102(47.22) 114(52.78) 0.050 0.822 rs676387 CC CA AA C A Ningxia 822 291(35.4) 402(12.41) 129(15.69) 2.329 0.312 984(59.85) 660(40.15) 1.068 0.301 HapMap-HCB 103 44(42.72) 43(41.75) 16(15.53) 131(63.59) 75(36.4)HapMap-JPT 104 32(30.77) 51(49.04) 21(20.19) 1.772 0.423 115(55.29) 93(44.71) 1.595 0.207 HapMap-CEU 99 42(42.42) 47(47.47) 10(10.1) 3.073 0.215 131(66.16) 67(33.84) 2.943 0.086 HapMap-YRI 108 68(62.96) 37(34.26) 3(2.78) 34.342 0.000 173(80.09) 43(19.91) 33.261 0.000 rs2676531 TT TC CC T C Ningxia 822 168(20.44) 410(49.88) 244(29.68) 2.894 0.235 746(45.38) 898(54.62) 1.915 0.166 HapMap-HCB 103 19(18.45) 45(43.69) 39(37.86) 83(40.29) 123(59.71)HapMap-JPT 104 22(21.15) 50(48.08) 32(30.77) 0.120 0.942 94(45.19) 114(54.81) 0.003 0.960 HapMap-CEU 99 34(34.34) 46(46.46) 19(19.19) 11.404 0.003 114(57.58) 84(42.42) 10.565 0.001 HapMap-YRI108 45(41.67) 50(46.3) 13(12.04) 29.787 0.000 140(64.8) 76(35.2) 28.918 0.000

本研究分析了宁夏回、汉族人群HSD17B1基因三个多态性位点的分布特征,结果显示,HSD17B1基因rs2676531位点的等位基因频率在回、汉族间的分布不同;rs605059、rs676387位点的基因型及等位基因频率在回、汉族间差异无统计学意义。由于rs2676531位点的研究很少,其民族间差异是否具有普遍性意义,还需进一步深入研究;rs605059、rs676387位点的基因型频率及等位基因频率在回、汉族间分布相同,与有关回、汉族生物人类学研究结果一致[11]。从遗传学角度,回族在长期的历史形成过程中,融入了大量汉族基因,因此,回族许多遗传特征与汉族相同。

与人类基因组计划扫描所得不同种族及地区人群的结果比较发现,宁夏回、汉族人群HSD17B1基因 rs605059、rs2676531和 rs676387位点基因型及等位基因频率的分布与同属东亚人群的北京汉族人群和日本人群一致;而rs605059和 rs2676531位点基因型及等位基因频率的分布与欧洲人群差异有统计学意义,rs676387和rs2676531位点基因型及等位基因频率的分布与非洲人群分布差异有统计学意义,说明HSD17B1基因rs605059、rs2676531和 rs676387多态性具有明显的种族间差异。以往有关HSD17B1基因rs605059、rs676387与子宫内膜癌、乳腺癌及前列腺癌的关联性研究也表明,不同种族群体结果也不尽相同[5,12]

我国是一个多民族的国家,研究宁夏回、汉族人群中HSD17B1基因多态性的分布情况,分析不同种族之间的差异,不但为我国回、汉族人群中HSD17B1基因多态性与性激素相关疾病的发生、发展关系的深入研究提供理论依据,而且有助于进一步了解性激素相关疾病在不同种族、不同地区间遗传易感性的差异,为人类群体遗传学的研究提供重要的基础资料。

参考文献:

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白春月,沈丹,马占兵,党洁,陆宏,霍正浩
《宁夏医科大学学报》2018年第03期文献

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