血红素氧化酶－１启动子多态性与疾病的关系-血红素加氧酶.docx

血红素氧化酶启动子多态性与疾病的关系:血红素加氧酶 摘 要 HO-1是机体的一种爱护因子，具有抗炎、抗氧化及抗细胞增生的作用。不同个体HO-1的表达量，受HO-1基因启动子处的两个多态性位点限制。能使HO-1表达增多的HO-1基因启动子，对机体是一种爱护性因子，能降低某些疾病的发病危急。 关键词 血红素氧化酶-1 基因多头性 氧化应激 HO-1对氧化应激的机体爱护作用 哺乳动物细胞HO有三种亚型：HO-1、HO-2和HO-3，而起抗氧化作用的主要是HO-1。HO-1属于热休克蛋白家族(HSP-32)，其表达可以被多种应激刺激触发，包括低氧、重金属、紫外辐射损伤、活性氧族(ROS)以及NO等还原性氮氧化物1。机体通过HO-1的表达增多，对环境应激产生再次免疫应答，减轻氧化应激造成的损伤。运用HO-1诱导剂、抑制剂以及HO-1基因缺陷的转基因小鼠等试验均证明，HO-1在反抗缺氧、急性肾损伤、氧化损伤和炎症等导致的急性细胞毒性过程中，发挥重要的机体爱护功能。 HO-1催化血红素降解生成铁、CO和胆绿素，胆绿素随即被还原成胆红素。胆红素、CO被认为是HO-1发挥抗氧化作用的重要介质。胆绿素和胆红素可以消退活性氧以及抑制脂质过氧化，也可以减弱血管壁细胞对氧化应激产生的炎症反应。诱导的HO也可以提高血浆中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度，以反抗血管的动脉粥样硬化的程度。HO的另一产物CO，可以抑制细胞周期基因以及抗血小板凝合。 HO-1基因启动子多态性 人类HO-1基因定位于22号染色体长臂1区2带(22q12)，(GT)n二核苷酸微卫星重复序列位于HO-1基因5侧翼启动子区2。迄今为止，在HO-15端启动子已发觉了三个多态性位点：(GT)n二核苷酸多态性(属于微卫星多态性)和两个单核苷酸多态性(SNPs)，G(-1135)A和T(-413)A。HO-1启动子的结构中，(GT)n重复序列多态性和T(-413)A单核苷酸多态性可能发挥重要的功能性作用。 (GT)n重复序列多态性：(GT)n重复序列多态性的构象：HO-1等位基因(GT)n串联重复序列多样性所导致的HO-1基因多样性，对于区分正常和潜在致病染色体有很重要的意义。此嘌呤-嘧啶二核苷酸重复序列可能属于Z-DNA构象，是符合左手法则的双螺旋结构，不同于常见的B-DNA构象。在真核细胞质中，通过特别的Z-DNA抗体已经检测到这种Z-DNA构象的存在，这种构象可以抑制转录活性。在现有的文献中，这种构象变更被认为是HO-1启动子(GT)n重复序列长度不同影响转录活性的基础。体内没有发觉能与(GT)n重复区结合的阻遏蛋白，提示可能是构象变更导致了HO-1转录活性的变更。(GT)n重复序列的频率分布：在不同人群，23和30个重复个数是两个集中分布点。(GT)n重复序列长度和HO-1基因启动子的转录活性的关系，已经通过将不同长度、荧光标记的启动子转染细胞而得到了证明，25个重复序列则相反。通过体外试验，将已知长度的(GT)n重复序列转染淋巴母细胞细胞系，也可以说明不同的(GT)n重复序列对HO-1转录活性的影响，在氧化应激条件下，短重复序列使HO-1的表达增多，并且短重复序列对氧化诱导的细胞程序性死亡起爱护性作用。 G(-1135)A和T(-413)A单核苷酸多态性：用实时定量PCR的方法，利用突变-特异性的探针可以检测单核苷酸多态性。将含有不同的HO-1基因启动子瞬时转染牛主动脉内皮细胞，检测单核苷酸多态性的功能性差异，结果表明含有A(-413)-(GT)30等位基因的结构细胞，表现出显著性高的生物学活性。但是，由于探讨者运用的细胞系的基础表达活性比较低，因而运用了一个滤过性的增加子，并且探讨者对探讨时的氧化应激条件也没有明确说明，所以这些试验结果还必需进一步证明。 HO-1启动子多态性对疾病的影响 HO-1和肺疾病：在吸烟诱导的慢性堵塞型肺疾病(COPD)发病机制中，氧化应激起着重要的作用。但是，只有10%15%的吸烟者发展成COPD，COPD的发病具有家族聚集性也已经被公认3，这表明内源性因子调控个体COPD发病的敏感性。氧化应激状诚下HO-1可以爱护肺部，可能是机体保持氧化-抗氧化平衡的重要组成部分。Yamada等探讨了101名患COPD的吸烟者和100名未患COPD的吸烟者发觉，携带短等位基因(n4。在囊状血管形成术导致的切变应激时，HO-1表达上调，抑制平滑肌细胞与肌成纤维细胞增生和削减负面的血管重构。考虑到HO-1启动子的基因型，相比于GT长重复序列，GT短重复序列能削减机体对因血管形成术造成的炎症反应程度，因此携带有GT短重复序列的病人，其血管狭窄危急降低。事实上，在96和381例接受外周PTA两个独立队列病人发觉，携带(GT)n短重复序列(n HO-1和产科疾病：内皮性损作、微血管形成受损以及免疫适应不良，被认为是反复性流产的病因。HO-1具有调控免疫功能作用(如调控T协助细胞)，还能够降低发生内皮损伤的危急性。 HO-1和神经性疾病：Kimpara等首先描述了(GT)n重复序列多态性和不同疾病之间存在着相关性。氧化应激参加了一些神经性疾病如帕金森氏病等的发病，依据HO-1的抗氧化实力，Kimpara认为人类HO-1启动子存在高度多态性，虽然详细是哪种多态性参加了神经性疾病并不清晰。缺憾的是，HO-1在神经性疾病领域的探讨没有接着下去。 综上所述，在赐予刺激后，HO-1基因启动子区存在两种功能性多态性能调控HO-1基因的转录活性及HO-1的量。通过几项探讨表明，携带某种基因型的病人，能上调HO-1的转录，可能是一种内在的爱护性因子。对不同种族背景的不同疾病探讨表明，HO-1基因启动子(GT)n重复序列和多种疾病相关。但是，我们还须要进行更多的分子流行病探讨来证明HO-1基因多态性与疾病的准确相关性。 参考文献 1 Tanaka S， Akaike T，Fang J，et al.Antiapoptotic effect of heme oxygenase-1 induced by nitric oxide in experimental solid tumor .Cancer，2003，88：902-903. 2 Lavrovsky Y， Schwartzman MC， Levere RD，et al. ldentification of binding sites for gene.Proc Natl Acad Sci，1994，91：5987-5991. 3 Silverman E K，Chapman H A，Drazen J M，et al.Genetic epidemiology of severe，early-onset chronic obstructive pulmonary disease：risk to relatives for airflow obstruction and chronic bronchitis.Am.Respir.Crit.Care Med，1998，157：1770-1778. 4 Orford J L，Selwyn A P，Ganz P，et al.The comparative pathobiology of atherosclerosis and restenosis.J.Cardiol，2000，86：6H-11H.