低強度游泳運動對飲食性肥胖大鼠血清載脂蛋白E及肝臟ApoE　mRNA表達的影響

1、低強度游泳運動對飲食性肥胖大鼠血清載脂蛋白E及肝臟ApoEmRNA表達的影響 目錄縮略詞中文摘要英文摘要 第一部分 文獻綜述一 前言二 載脂蛋白 E1、 載脂蛋白 E的一般特性2、 載脂蛋白 E的多態(tài)性3、 載脂蛋白 E的表型分布4、 罕見的載脂蛋白 E異構體 三 載脂蛋白 E與脂蛋白受體四 載脂蛋白 E與脂蛋白代謝五 載脂蛋白 E與血脂水平六 載脂蛋白 E與其相關疾病的關系1、 載脂蛋白 脂蛋白腎病2、 載脂蛋白 E與冠心病的關系 3、 載脂蛋白 E與動脈粥樣硬化的關系 4、 載脂蛋白 E與高脂蛋白血癥的關系 a、 ApoE與型高脂蛋白血癥 b、 ApoE與型高脂蛋白血癥 主要參考文獻第二部

2、分 實驗研究一 前言二 材料與儀器三 實驗方法四 結果與分析五 討論六 小結主要參考文獻致謝1縮略詞ApoE?載脂蛋白 E AA?氨基酸 BMI體重指數(shù) CA?蛋白質復合物 HDL-C高密度脂蛋白膽固醇 LDL-C低密度脂蛋白膽固醇 VLDL?極低密度脂蛋白 LPL?脂蛋白脂肪酶 CEPT?膽固醇脂酰轉移蛋白 PL?纖維蛋白溶酶原 LBLP?低脂蛋白血癥 HBLP?高脂蛋白血癥 LP?脂蛋白 TC?總膽固醇 TG?甘油三酯 CE膽固醇脂 mRNA信使核糖核酸 LCAT?卵磷脂膽固醇脂酰轉移酶 RT-PCR?反轉錄聚合酶鏈式反應 LPG?脂蛋白腎病 AS?動脈粥樣硬化 CAD?冠心病 FH?高膽

3、固醇血癥2 低強度游泳運動對飲食性肥胖大鼠血清載脂蛋白 E及肝臟 ApoE mRNA表達的影響研究生:汪燕 專 業(yè):運動人體科學 研究方向:機能評定 導 師:許豪文摘 要載脂蛋白 E(ApoE)是人血液中最重要的載脂蛋白成分之一,對機體脂代謝影響極大。同時載脂蛋白 E也參與神經(jīng)系統(tǒng)的正常生長和損傷后的修復過程,對神經(jīng)系統(tǒng)的生理和病理都有廣泛的影響。很多研究表明,載脂蛋白 E的缺乏或異常是導致血脂及脂蛋白代謝異常及動脈粥樣硬化、心腦血管等疾病的重要原因。大量生理學和病理學的研究表明,在預防此類疾病的各種因素中運動和飲食是兩種主要因素。由于現(xiàn)代社會人的體力活動日漸減少,飲食中的熱量豐富高脂飲食和體

4、力活動的減少是導致脂代謝異常的重要因素之一。已有許多研究觀察到經(jīng)常運動者血脂組成優(yōu)于不運動者以及運動改善異常血脂的作用,然而作用的機理尚不清楚。本研究在以往觀察運動對血脂影響的研究基礎上,進一步從生物學角度分析運動對大鼠脂質、血清載脂蛋白 及其肝臟表達量的影響。只雄性 - 大鼠被隨機分成 組:正常對照組(, )、正常運動組(, )、高脂對照組( , )和高脂運動組( , )。3 周游泳訓練后,分別測定血清脂蛋白、脂質、載脂蛋白 含量和肝臟載脂蛋白表達量的變化。結果如下:、 周低強度游泳運動對高脂飲食大鼠的體長、體重的影響周低強度游泳運動后 高脂運動組體長比高脂對照組顯著降低 ,也比正常對照組顯

5、著降低 。高脂對照組大鼠體長顯著高于正常運動組正常運動組大鼠比正常對照組大鼠體長顯著降低 ;各組大鼠的體重也發(fā)生了明顯的變化 高脂對照組大鼠體重顯著高于正常對照組正常運動組大鼠體重比正常對照組大鼠體重顯著下降 高脂運動組大鼠體重顯著高于正常運動組 。高脂運動組體重比高脂對照組有所下降,但沒有統(tǒng)計學上顯著差異。、 周低強度游泳運動對高脂飲食大鼠血清脂質和脂蛋白的影響高脂運動組大鼠血清 顯著高于正常對照組( )、正常運動組和高脂對照組 ;高脂對照組大鼠血清 顯著高于正常對照組( )和正常運動組( );高脂對照組大鼠血清 顯著高于正常對照組和正常運動組( )。高脂運動組大鼠血清 顯著低于高脂對照組(

6、 );高脂運動組大鼠血清 顯著低于正常運動組 ;正常運動組大鼠血清 顯著高于其他三組( )高脂組大鼠血清 顯著高于正常組大鼠( ); 周的高脂飲食使 和的比率明顯上升, 周游泳訓練后,正常運動組和高脂運動組大鼠 比率顯著降低;高脂運動組大鼠比率比高脂對照組有顯著降低,正常運動組比正常對照組 有所下降,但沒有顯著意義。. 周低強度游泳運動對高脂飲食大鼠血清載脂蛋白 含量的影響高脂對照組大鼠血清載脂蛋白 濃度顯著高于另外三組( )正常運動組大鼠血清載脂蛋白 濃度較正常對照組有顯著性降低( )。 、 周低強度游泳運動對高脂飲食大鼠肝臟 表達量的影響高脂對照組大鼠肝臟載脂蛋白 表達顯著高于另外三組(

7、)高脂運動組大鼠肝臟載脂蛋白 表達量顯著低于正常對照組和高脂對照組大鼠( )。正常運動組大鼠肝臟載脂蛋白 表達量顯著低于于正常對照組( )。4本研究表明, 周高脂飲食可使大鼠血清 、 和 含量升高, 含量降低,可導致肥胖和誘發(fā)動脈粥樣硬化和心腦血管等疾病; 周低強度游泳運動可降低大鼠血清 、 、 含量,提高 含量,從而可能預防動脈粥樣硬化和心腦血管等疾病的發(fā)生發(fā)展; 周高脂飲食還使大鼠血清載脂蛋白水平和肝臟載脂蛋白 表達量升高; 周低強度的游泳運動降低了高脂運動組大鼠血清 濃度和肝臟 的表達量。提示長期低強游泳運動對大鼠由于高脂飲食而導致的肥胖和高脂血癥有抵抗作用并可可能對動脈粥樣硬化和心腦血

8、管等疾病的發(fā)生起到預防作用。關鍵詞: 載脂蛋白 高脂飲食 動脈粥樣硬化 心腦血管疾病 高脂蛋白血癥5The effect of swimming exercise on serum Apo E and liver ApoEmRNA in rats with high-fat diet Wang Yan under the guidance of Professor XU Haowen Department of Phycical Education and Health East China Normal University Shanghai,200062, /.naABSTRACT6 (

9、)、; )、 ; 上 ;、 、 ;, 7apolipoprotein EApoE mRNA high-fat diet AS cerebrovascular diseaseHBLP 8第一部分:文獻綜述載脂蛋白 與其相關疾病的關系一、前言 隨著肥胖與心腦血管疾病發(fā)病率的逐年升高,人們對脂代謝的研究也越來越多。脂肪代謝的平衡狀態(tài)與遺傳、能量水平及能量代謝的調(diào)節(jié)相關。脂代謝的失衡會引起脂肪的沉積 乃至肥胖。過于肥胖還會引發(fā)高血壓、高血脂、腦血栓、糖尿病、動脈粥樣硬化等疾病。這些年來對某些與肥胖相關的蛋白質的基因的研究,對從分子水平上了解這些疾病的發(fā)病機理提供了理論依據(jù)。大量生理學和病理學的研究表明

10、,在預防冠心病的各種因素中運動和飲食是兩種主要因素。飲食中大量攝取飽和脂肪易使血液中脂質水平升高,增加動脈粥樣硬化斑塊的形成 。國際上關于對動脈粥樣硬化疾病與血脂及脂蛋白關系的研究較早,而國內(nèi)對載脂蛋白的研究起步較晚, 年起,僅北京、成都及上海等少數(shù)單位進行。在迄今發(fā)現(xiàn)的 種載脂蛋白中, 是人血液中最重要的載脂蛋白成分之一。它幾乎涉及到機體所有脂蛋白種類的代謝,對機體脂代謝影響極大。ApoE的多態(tài)性與血脂水平及心腦血管等疾病的關系也極為密切。二、載脂蛋白 E 載脂蛋白( )既是機體 受體的配基 也是肝細胞膜 及 殘骸和部分 含載脂蛋白 受體的配基,在脂蛋白代謝中發(fā)揮重要作用。同時載脂蛋白 也參

11、與神經(jīng)系統(tǒng)的正常生長和損傷后的修復過程對神經(jīng)系統(tǒng)的生理和病理都有廣泛的影響。很多研究表明,載脂蛋白 的缺乏或異常是導致血脂及脂蛋白代謝異常及動脈粥樣硬化、冠心病等疾病的重要原因。1、載脂蛋白 E的一般性質 載脂蛋白E是 在 年于正常人極低密度脂蛋白 中首先發(fā)現(xiàn)的 年 完成了其氨基酸測序, 是由 個氨基酸所組成的多9肽鏈,其分子量為 主要分布于 、乳糜微粒 及其殘骸中。由于存在于 中所以認為肝臟是其主要合成器官但通過對 的研究證實全身器官均能合成 在肝臟的 約占 總量的 因而它是 合成的主要器官 其次是大腦 約為肝臟合成量的 其他臟器如脾、腎上腺、性腺等也有不同程度的合成。同時載脂蛋白E也參與神

12、經(jīng)系統(tǒng)的正常生長和損傷后修復過程 對神經(jīng)系統(tǒng)的生理和病理都有廣泛的影響 。隨著轉載脂蛋白 基因小鼠的應用近年來從載脂蛋白E結構與功能出發(fā)研究載脂蛋白E在血漿脂蛋白代謝、高脂血癥及相關疾病發(fā)病機制中的作用取得很大進展。2、載脂蛋白 E的多態(tài)性 人類 Apo E有三種主要的異構體E2、 E3、 E4, 他們之間的差別僅在于 112 位和 158位上的單個氨基酸不同, 即半胱氨酸Cys和精氨酸Arg相互取代E2為 112 位和 158位上均是 Cys, E3為 112位上是 Arg158位上是 Cys, 而 E4則為 112位和4158位上均是 Arg。這種單個氨基酸不同造成的異構體就是由于 Apo

13、 E基因的多態(tài)性所決定的。已知的常見 Apo E異構體是由三個等位基因編碼, 人群中有六種表型, 即三種純合子如 E2/E2、E3/E3和 E4/E4以及三種雜合子如 E4/E3、和 。在不同的人群中三個不同的 等位基因 ?、?、? 分布頻率存在不同 因而決定了不同人群中 表型的頻率差異。 在血脂正常的人群中 各 表型者的血漿膽固醇水平高低依次是。這種 表型影響個體間血漿膽固醇水平的作用并不受環(huán)境和其他遺傳背景的干擾。有人發(fā)現(xiàn) 和攜帶者的血漿膽固醇濃度平均較 攜帶者相差 。的“降膽固醇”作用是 的“升膽固醇”作用的 倍 。目前尚未發(fā)現(xiàn)任何其他的等位基因能如此顯著地影響正常人群的血漿膽固醇水平。

14、人群中甘油三酯水平與 表型間亦有較明確的關系 即 、 、 和者的血漿甘油三酯水平明顯高于 者。同時還發(fā)現(xiàn) 者 濃度明顯低于 者。的多態(tài)性也可影響各類高脂蛋白血癥患者的血脂和脂蛋白水平 最典型的范例是 表型與家族性異常 ?脂蛋白血癥10相伴隨 。絕大多數(shù) 患者為 表型 故后者被認為是 發(fā)病的必備條件。有研究表明 表型者 無論其血漿總膽固醇濃度的高低如何都伴有 結構異常富含膽固醇酯、血漿 濃度升高和濃度降低。 體內(nèi)代謝研究結果表明 和 的代謝不同于 。將用同位素標記的 和 注射入 的個體內(nèi) 發(fā)現(xiàn) 與 、和 結合較少 而是較多地存在于 中或游離在血漿中 并且 自身的分解代謝緩慢。而 的體內(nèi)代謝情況則

15、恰恰相反。 各表型在體內(nèi)的代謝不同與臨床上測定各表型者血漿 濃度有一致的關系 者血漿濃度最高 者居中而 者最低 。 關于 表型調(diào)節(jié)體內(nèi)血漿脂蛋白代謝的機理 目前認為是由于與脂蛋白受體結合的能力低下 引起 和 殘粒分解代謝延緩 造成這些殘粒在體內(nèi)蓄積 ;同時也因 向 轉化減少 造成血漿中 濃度增加和濃度低下。這些改變使 和 殘粒進入肝細胞內(nèi)代謝減少 肝細胞內(nèi)游離膽固醇含量減少 反饋調(diào)節(jié)性地引起肝細胞表面上的 受體上調(diào)數(shù)目增加 因而加速 在體內(nèi)的分解代謝 使血漿 濃度進一步低下。如果沒有其他可引起血脂升高的遺傳和或環(huán)境因素并存 的盡效應則是使血漿甘油三酯水平升高 而使血漿膽固醇水平降低。與此相反

16、與受體的結合能力則相對較強 因而使 和 殘粒代謝增速使 向 的轉化也增多 。其結果是引起血漿中 殘粒、 和 水平下降而 水平升高。由于正常情況下 體內(nèi) 和 殘粒水平很低 故 對這些脂蛋白殘粒的影響難以被察覺。所以 的盡效應是造成血漿膽固醇水平升高而對血漿甘油三酯水平的影響則不大。此外 表型還可能通過其他途徑來影響體內(nèi)血脂水平。有人發(fā)現(xiàn), 攜帶者 小腸吸收膽固醇增加。所以 攜帶者采用飲食療法治療高脂血癥獲益最明顯。另有實驗發(fā)現(xiàn) 攜帶者體內(nèi)脂肪酸合成明顯高于者 并認為這種體內(nèi)脂肪酸合成增加是 者易伴發(fā)高甘油三酯血癥的主要原因。各種 表型者罹患冠心病的危險性可能不相同。芬蘭人心肌梗塞的患病率居世界首

17、位 其 頻率 分布較高 而 頻率11 分布較低 亞州人冠心病患病率低 而 等位基因頻率 也較低 。這些結果似乎支持各地區(qū)冠心病患病率不同與 表型分布不同有關。 有關 表型與冠心病關系的研究結果很不一致 可能是由于被研究者常同時存在高膽固醇血癥、高血壓病、糖尿病和吸煙等冠心病的主要危險因素。若能在無危險因素存在的中青年心肌梗塞存活者中進行 等位基因頻率分析則可望獲得較為有說服力的結果。在調(diào)查的 例存在冠心病高危因素的中年男性中 發(fā)現(xiàn)冠心病組 頻率分布為 較對照組 顯著為低。 提示 表型者不易患冠心病。而冠心病組 分布為較對照組 顯著為高 提示 表型者有易患冠心病的傾向。經(jīng)對比線性回歸單因素分析

18、提示 、 和 表型者患冠心病的危險性增加 。國內(nèi)的研究結果亦支持冠心病患者中 的頻率分布較高。觀察 例缺血性腦卒中的男性病人 發(fā)現(xiàn)其 等位基因的頻率明顯高于對照組 故認為 等位基因攜帶者很可能具有缺血性腦血管疾病的遺傳易感性。然而 另一組研究則提示 等位基因可能是缺血性腦卒中的危險因素 。 此外 還有幾組研究報道在老年性癡呆患者中 表型者頻率異常高 提示 的多態(tài)性也可能與神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間存在一定的關系。3、載脂蛋白 E的表型分布 臨床上對 表型多態(tài)性的研究已有 多年的歷史,許多研究表明,多態(tài)性與個體患冠心病 或腦卒中可能存在某種內(nèi)在聯(lián)系。 年以來,又發(fā)現(xiàn) 多態(tài)性與 及老化有關 。通過對不同人群

19、 表型頻率分布差異、多態(tài)性對血脂水平的影響及在某些疾病狀態(tài)時 等位基因頻率分布的系統(tǒng)深入研究,已取得許多研究成果。人群 表型人群中存在六種 表型,其由位于一個基因位點的三個共顯性等位基因所控制 。正常人群中以 表型頻率最高超過 ;含 的雜合子 、居中二者之和超過 ; 、 和 表型頻率最低 三者之和不超過 。表型分布12表型與等位基因頻率分布具有一定種族差異性如表 ,無性別差異。中國人與日本人群十分相似, 頻率均高于 ,而歐美人群均低于 。歐洲人 等位基因頻率從北到南呈下降梯度分布,亞洲人 頻率低 ,相比之下,非洲黑人及巴布亞新幾內(nèi)亞人 頻率高約分別為 、 。表 不同國家人群 表型及等位基因頻率

20、分布表型頻率 等位基因頻率 作者 國家 王克勤 中國呂新躍 中國 周新 中國 日本 新西蘭德國 英國加拿大 法國 芬蘭表型與高脂血癥 多態(tài)性可能與不同的高脂血癥 、 發(fā)生的種族差異及家族傾向有關。已發(fā)現(xiàn)型 患者幾乎無例外的均為 表型,易早發(fā)嚴重的 。型 患者 含量比正常人高。 患者 表型和 基因頻率明顯高于正常對照組。 與高 、高 和高 水平密切相關,可能是高膽固醇血癥和 的遺傳易患因子 。13表型與腦病多態(tài)性與缺血性腦血管病 關系密切。等 研究發(fā)現(xiàn)組 表型頻率明顯高于對照組, 表型頻率明顯低于對照組,認為基因可能是 的一種遺傳標記。而 等 采用病例一對照的方法研究認為 組 表型頻率明顯低于對

21、照組,而 明顯高于對照組,認為 基因可能是 的危險因素。這些結論之間的差異可能與研究方法、所選病例及研究人群之間差異有關。表型與 病( )多態(tài)性是 病 危險性的重要決定因子。 等首先描述 與 的關系,他們運用 研究發(fā)現(xiàn) 患者 頻率比對照組高倍 。此后, 研究組等相繼報道遲發(fā)性家族性 病人 頻率增高,都描述、證實和討論了 與 的關系。 等 率先報道百歲老人普遍拎攜帶 等位基因。高齡老人攜帶 數(shù)量是年輕人的 倍。因此,基因似乎不僅可保護人們免患 ,而且還與長壽有關。4、罕見的載脂蛋白 E異構體 近年來,有關 工作的深入開展,特別是 異構體氨基酸序列分析以及 克隆與核酸序列分析的廣泛應用,相繼發(fā)現(xiàn)和

22、證實了許多新的異構體,使其總數(shù)至少已達 種之多。除常見的 、 、 ,其余的 種發(fā)生頻率極低,一般又稱為罕見的異構體。這些罕見異構體幾乎發(fā)現(xiàn)于高脂血癥和動脈粥樣硬化患者,這些罕見異構體為闡明 異構體結構與功能的關系以及探討高脂蛋白血癥及動脈粥樣硬化的發(fā)病機制提供了珍貴的材料。早先的資料顯示, 純合子是 型高脂蛋白血癥的發(fā)病基礎 。而這些新異構體的發(fā)現(xiàn)卻說明, 型高脂蛋白血癥不僅可以發(fā)生于E 純合子,而且也可以發(fā)生于E 雜合子,還可以發(fā)生于不含E 的個體,這些資料說明, 異構體受體結合活性缺陷是 型高脂蛋白血癥發(fā)病的根本原因, 只是這種缺陷的情況之一 。這些異構體在高脂蛋白血癥的形成中有重要意義。

23、14基因突變可引起許多 的異構體 目前已報道的有近 種 其中多數(shù)可伴隨有高脂蛋白血癥見表-。表-:罕見的 異構體異構體 相對于正常E3的氨 相對 受體親和力(%正常 高 脂 表 型 基酸改變 電荷 E3) 血 癥 E7 244GluLys +4245 GluLy E Japan 188 5 3 GluLys +2 E Canadn5 13 GluLys +2 E 100 5 84 ProArg +2 112 CysArg E 1004 112 CysArg +1 E - 0 1003E 03 99 AlaThr152 AlaPro E3 112 CysArg 0 4 142 ArgCys E

24、-Leiden 0 25 3 121-127重復 E -1 2 2 158 ArgCys E -1 45 2 145 ArgCys E -1 40 2 146 Lys E Chrischurch -1 40 2 136 Arg E Dunedin -1 100 2 228 ArgCys , E Hrrisburg -21 146 Lys E -21 127Gly 158 ArgCys E Bethesda-21 E deficiency內(nèi)含子拼接缺陷 15三、載脂蛋白 E與脂蛋白受體有關的脂蛋白受體可分為二大類:一類是 受體,這類受體既能結合中的 又能結合 的 ,因此又稱 、 受體。此類受體存

25、在于機體大多數(shù)組織細胞;另一類為 受體,僅能結合含有 的脂蛋白,不能結合含 的 ,所以稱 受體,又稱乳糜微粒殘基受體。這類受體僅存在于肝臟。. 與其相應受體反應的特點中的堿性氨基酸在其與受體結合中具有重要作用。在體外實驗中,當對中的精氨酸或賴氨酸殘基進行選擇性化學修飾后,其所在脂蛋白就失去了與相應受體結合的能力 ;在體內(nèi)實驗中,含經(jīng)化學修飾 的 在血液中被肝臟清除的速度明顯低于未經(jīng)化學修飾的正常的 。. 等把分離出的 、 和 分別與磷脂結合構成復合體,并檢查它們與 競爭結合成纖維細胞 受體的能力他們發(fā)現(xiàn) 和幾乎具有相同的受體結合活性;而 的受體結合活性極低,僅為 的大約 。上述結果提示,發(fā)生在

26、 位上的 交換對受體結合活性無明顯影響;而發(fā)生在 位上的 交換對 的受體結合活性影響極大,顯示了結構與功能的密切內(nèi)在聯(lián)系。. 等 較系統(tǒng)地研究了放射性碘標 和 在人體內(nèi)的代謝動力學,他們發(fā)現(xiàn) 的代謝速度明顯快于 , 在體內(nèi)的殘留時間僅為 的大約。推測這可能是由于 在體內(nèi)比 有更高的受體結合活性的緣故。. 越來越多 罕見異構體的發(fā)現(xiàn)及其受體結合活性的研究,極大地豐富了人們對 與其受體相互作用機制的認識,促進了對異常脂蛋白血癥的研究。綜合上述及其他有關資料,人們可以發(fā)現(xiàn) 的受體結合區(qū)域主要涉及;該區(qū)域內(nèi)的堿性氨基酸殘基在與受體結合中具有特別重要作用,當該區(qū)域內(nèi)的精氨酸或賴氨酸為中性或酸性氨基酸取代

27、時,幾乎均明顯地降低 的受體結合活性;同時該區(qū)域以外的結構改變也可程度不同的影響受體結合活性,反應了結構-功能關系的復雜性。16不同的 異構體,具有可能不同的受體結合活性,必然可影響其代謝速度,產(chǎn)生機體血脂水平的差異和與血脂水平密切相關的冠心病等疾病發(fā)病率的不同,也是多數(shù)罕見異構體常發(fā)生在異常血脂患者的原因所在。四、載脂蛋白 E與脂蛋白代謝 受體代謝途徑是脂蛋白代謝的最主要途徑,而載脂蛋白是受體識別脂蛋白的信號和標志 ; 既能結合乳糜微粒殘基受體,又能結合 受體;因此與機體脂蛋白代謝關系極為密切,成為影響機體血脂水平的重要因素。另一方面,脂蛋白代謝是一個相當復雜的過程,首先它涉及到脂蛋白自身以

28、外的許多因素,如受體的結構與功能,有關酶的結構和活性等 ;其次一般脂蛋白多含有不僅一種載脂蛋白,而這些載脂蛋白間是可以相互作用和影響的;第三在代謝過程中,還可發(fā)生脂蛋白間成份的相互交換和轉移,因此有關脂蛋白代謝的許多細節(jié)仍不完全清楚,這里我們僅主要介紹 特別是不同的 異構體對脂蛋白代謝的作用及其與血脂水平的關系。 及其主要異構體對脂蛋白代謝的影響如下圖17 小腸合成的富含外源性甘油三酯的乳糜微粒經(jīng)淋巴系統(tǒng)進入血液循環(huán)后,一方面它接受來自 的 和 ,另一方面其中的甘油三酯經(jīng)脂蛋白酶的作用不斷水解并為機體組織所利用,最終轉變?yōu)槿槊游⒘埢?。該殘基雖然含有多種載脂蛋白 、 、 、 及 但其通過 介

29、導的受體途徑被肝細胞的乳糜微粒殘基受體結合、攝取和代謝 。具有不同受體結合活性的 異構體必然影響該代謝過程:在為 表型的機體,由于 受體結合活性低下,上述受體代謝途徑受阻,結果會造成乳糜微粒殘基清除速度減慢和水平升高;在為表型的機體情況則相反,由于 受體結合活性增強,上述受體代謝途徑也增強,結果是乳糜微粒殘基清除速度加速和水平降低。同理由肝細胞合成與分泌的富含內(nèi)源性甘油三酯的 ,在血液循環(huán)中它們也接受來自 的 和 ,同時也受脂蛋白脂酶的作用,使新生的轉變?yōu)?殘基 。形成的 殘基可以通過三種不同的途徑代謝:一是通過其所含的 介導被肝細胞的乳糜微粒殘基受體結合、攝取和代謝 ;二是通過其所含的 和介

30、導為機體組織主要是肝臟的 受體結合、攝取和利用;三是通過 轉變?yōu)?,所形成的 再通過 介導的 受體途徑進一步代謝 。經(jīng) 向 的轉變機制目前尚不完全清楚,但多認為與肝脂酶和 密切相關。具在不同受體結合活性的 異構體,可明顯地影響上述三種代謝途徑 。在表型的機體,由于 受體結合活性低下,上述三條代謝途徑受阻,結果導致 殘基水平升高。 是富含甘油三酯的脂蛋白,脂質測定則表現(xiàn)為甘油三酯水平升高。上述影響一方面導致 生成減少,另一方面肝臟等組織因所能18利用的 減少而產(chǎn)生細胞 受體的上升調(diào)節(jié),這又進一步增加了 的分解代謝 。合成減少與代謝增強這雙重作用使血液中 水平進一步降低。血液中的膽固醇主要存在于

31、,因此脂質測定表現(xiàn)為總膽固醇降低。相反在 表型的機體,由于 受體結合活性升高,導致上述三條代謝途徑增強, 殘基水平降低, 合成增加而由于 受體降調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的 分解降低,最終結果是血液甘油三酯水平降低和總膽固醇及 膽固醇水平升高。的主要生理功能之一是參與外周組織膽固醇向肝臟的逆轉運。 中的也是調(diào)節(jié)其代謝的重要因子,因此可影響機體的 膽固醇水平。流行病學調(diào)查顯示,在 表型的機體具有較高的 膽固醇水平,但與 和 表型人群的差異遠不如總膽固醇, 膽固醇及甘油三酯水平的差異明顯 。至于罕見異構體,由于結構變化不同,受體結合活性各異,對血脂水平的影響也差別明顯。但這些罕見異構體的發(fā)現(xiàn)和深入研究,對進一步了

32、解 結構、功能、代謝與血脂水平和疾病的關系提供了豐富的資料,具有重要的意義。五、載脂蛋白 E與血脂水平一般認為正常人的 水平為 。血液的 水平受環(huán)境和遺傳等多種因素的影響:給動物以高膽固醇食物可誘發(fā) 水平升高;不同的 異構體由于脂蛋白分布及代謝動力學的差別血液濃度也有不同 。一般而言,具表型人群的 水平低于具 表型的人群,而具 有表型的人群則高于具表型的人群。由于 表型與總膽固醇水平及 水平也顯示有內(nèi)在聯(lián)系,因此 水平與血脂水平也存在一定的內(nèi)在聯(lián)系。由于影響因素較多,目前這方面的資料尚不多。一些罕見的遺傳性疾病則更能清楚地顯示二者之間的某些聯(lián)系。等 報告了一種稱之為 缺乏的遺傳性疾病。該病患者

33、的顯著特征是血清的 水平極低,不足正常人的 。這些患者還有如下的典型臨床特點:早發(fā)的心血管疾病;結節(jié)皮疹性黃色瘤;型高脂蛋白血癥。目前已明了該病的谷子基礎是由于在第三內(nèi)含子中的點突變 導致剪切異常,形成了兩個中間含有中止密碼的 ,合成了不能為免疫學方法檢測的短肽 。等 報告的罕見異構體? 其結構變異是 。例患者均顯示有血脂異常,高膽固醇和高甘油三酯血癥,同時 膽固醇血清19甘油三酯比值升高,符合型高脂蛋白血癥的診斷。這些患者同時具有高 水平,為正常人的 倍,最高者達到 。六 載脂蛋白 E與其相關疾病的關系 載脂蛋白 與脂蛋白腎病 LPG 脂蛋白腎病LPG是近十年來新近發(fā)現(xiàn)的一種新型腎小球疾病

34、它以腎小球毛細血管袢高度擴張袢腔內(nèi)充滿脂蛋白栓為特征 。大多數(shù)患者均并發(fā)載脂蛋白E的血漿水平異常和遺傳變異 。目前 LPG的發(fā)病機制尚不清楚大多數(shù)學者推測apoE蛋白異常以及遺傳變異可能參與了LPG的發(fā)病 。在LPG發(fā)現(xiàn)之初人們就注意到LPG患者血漿apoE水平異常增高 而且等電聚焦電泳顯示許多患者apoE蛋白表型異常 。Saito等 綜合 例LPG患者發(fā)現(xiàn) 例患者apoE蛋白表型為E 、 例為E 、 例為E 、 例為E、 例為E 。而這些LPG患者apoE基因型多為 或 很少含有 等位基因。因此 LPG患者常存在apoE基因型與表型不相符合的現(xiàn)象。Oikawa等 對 例apoE基因型與表型不

35、相符合的LPG患者的apoE基因進行測序分析 發(fā)現(xiàn)所有患者均攜帶新的突變位點 包括Kyoto 型Sendai 型Tokyo 型突變 其中前兩種突變等位基因編碼的apoE蛋白等電聚焦電泳表型為E 而Tokyo型蛋白則表現(xiàn)為E 。目前有關LPG的發(fā)病機制有學者認為除與apoE的遺傳變異有關外其它因素可能也發(fā)揮了一定作用。白人中apoE蛋白E 表型的發(fā)生率 遠高于日本人 而白人中目前LPG的報道極其罕見 因此可能存在其它某種易感因素決定著LPG的發(fā)生。此外 LPG同時合并的其它類型的腎臟病在LPG發(fā)病中也可能起了重要作用 。龔如軍等 首次對中國人LPG患者apoE及其遺傳變異做了初步探討表明國人LP

36、G患者可能也普遍存在apoE蛋白表型與基因型不符合的情況LPG患者apoE基因可能存在其它未知變異。20 2、載脂蛋白 E與冠心病的關系ApoE是血漿乳糜微粒,極低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的重要組成部分。ApoE作為 ApoE受體與 LDL受體的配基,能高親和性地與這二種受體結合,又是脂蛋白代謝酶的輔助因子,由此介導 ApoE脂蛋白的細胞內(nèi)吞噬與降解,從而調(diào)節(jié)脂代謝。ApoE基因遺傳具有多態(tài)性,其分子基礎源于三個等位基因 E2、E3、E4的單個核苷酸的點突變,即 ApoE蛋白 112位和 158位精氨酸CGC、Arg和半57胱氨酸TGC、Cys的互換 。 ApoE2/2型均為 Cys, Apo

37、E3/3型 112位是 Cys,15858位是 Arg,ApoE4/4均為 Arg 。冠心病的病理基礎是冠狀動脈粥樣硬化。脂蛋白異常在冠狀動脈粥樣硬化的危險因素中居首位。載脂蛋白在膽固醇和甘油三酯代謝中起關鍵作用。載脂蛋白缺乏可促進動脈硬化進程。研究發(fā)現(xiàn) ApoE2和 ApoE4攜帶者血漿膽固醇濃度平均59較 ApoE3攜帶者相差 1330mg/dl。ApoE4攜帶者,小腸吸收膽固醇增加 。不同人群 ApoE基因頻率分布各異。Kuusi研究造影證實的冠心病患者 E4等60位基因頻率高,揭示 ApoE基因多態(tài)性與 CAD發(fā)病相關 。ApoE多態(tài)性影響血脂水平,在遺傳上間接成為冠心病的危險因素,它

38、在一定程度上影響動脈粥樣硬化病變的進程。 ApoE基因檢測從遺傳因素分析了冠心病發(fā)病的內(nèi)在原因,給我們預防和治療冠心病提供依據(jù),特別是對于 ApoE基因頻率正常者應加強預防措施。 載脂蛋白 基因多態(tài)性與青年人缺血性腦卒的關系基因多態(tài)性與缺血性腦卒( )相關的研究日趨增多,但結果存在較大的分岐。等發(fā)現(xiàn) 的基因型頻率在腦梗死組明顯高于對照組 ,認為 是缺血性腦血管病發(fā)作的易感因子,我們的前期研究也得出相同的結論 。 等 和國內(nèi)曹唯 則得出相反的結論。 例青年病人,e 占 ,e 占 ,e 占 ,e 占 ,與對照組比較,e 頻率有降低趨勢,而 e 頻率明顯升高,顯示 與年輕人的發(fā)生相關;患病組實驗還發(fā)

39、現(xiàn)在年輕人 病人中 e 頻率亦明顯升高,而老年人 未見此現(xiàn)象,推測 e 基因型與年輕 也相關?；疾〗M 年輕病人等位基因 e 頻率為 ,比老年 病人 e 明顯增高,提示 e 可能與年輕人 關系更加密切,是一種遺傳易感性因子?；疾〗M 年輕病人總21膽固醇均高于對照組,以 e 組最為明顯;e 組的血漿 低于對照組。經(jīng)基因與疾病的關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn) e 等位基因與血清 、 、 明顯相關,推測基因多態(tài)性、血脂、脂蛋白水平與年輕人 之間存在有因果關系。在缺血性腦卒中確切作用機制尚不十分清楚,可能與以下因素有關:基因多態(tài)性影響血脂、脂蛋白水平從而促進動脈粥樣硬化形成; 刺激巨噬細胞、泡沫細胞的形成及作為脂蛋白的結

40、構蛋白直接參與動脈粥樣硬化斑塊的形成; 神經(jīng)細胞損傷后神經(jīng)支配功能的恢復而導致神經(jīng)功能障礙,不同表型的 具有不同的效應,e 可提高神經(jīng)生長,而 e 降低神經(jīng)生長;在突觸可塑性有關的膜重建過程中發(fā)揮著膽固醇和磷脂調(diào)動和再配合的作用,因而目前有些學者傾向于認為 基因攜帶者對腦血管疾病和癡呆有一種遺傳易感性,即其腦組織可能因 e 基因型發(fā)生改變而易于受到血管性及變性疾病的影響。但載脂蛋白 基因能否做為青年人 的遺傳標志,有待進一步擴大檢測人群及多因素分析。 載脂蛋白 基因與老年抑郁癥老年抑郁癥是老年期常見的精神疾病,它與老年患者的死亡率密切相關。老年抑郁癥是 的風險因子 ,老年抑郁癥癥狀經(jīng)常出現(xiàn)在

41、患者的身上約占% % ,且許多老年抑郁癥患者最終發(fā)展為癡呆 。在臨床觀察、病理學和神經(jīng)生化研究及 、 檢查等方面均發(fā)現(xiàn)老年抑郁癥患者有許多與 患者共有的特征,例如:許多老年抑郁癥患者有認知缺損;而有認知缺損的老年抑郁癥患者常表現(xiàn)出血小板膜流動性增加,血小板單胺氧化酶特異性活性改變;許多老年抑郁癥患者出現(xiàn)大腦結構改變、局部腦組織萎縮、深白質局部缺血、腦白質斑狀缺損或腦血管改變等 ,這些癥狀學特征、病理生理和解剖上的改變均為 的特征性改變,可見老年抑郁癥與 的關系極為密切。已有研究證實 基因的等位基因 e 是 的重要風險因子, 基因也因此可能是老年抑郁癥的潛在病因,所以,調(diào)查 基因與老年抑郁癥的關

42、系,特別是伴有認知功能缺損的患者,是十分必要的。 研究了 例老年抑郁癥患者 歲,其中 例為晚發(fā)性抑郁22癥患者發(fā)病年齡 歲, 例為早發(fā)性抑郁癥患者發(fā)病年齡45歲,研究結果發(fā)現(xiàn)晚發(fā)性抑郁癥患者多見基因型 / ,帶有基因型 / 的老年抑郁癥患者 分顯著低于帶有基因型 / 或 / 的患者,這結果說明晚發(fā)性抑郁癥與 具有共同的遺傳風險因子,也說明 e 在認知缺損發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。 研究了 例老年抑郁癥患者 歲,以 例非 的正常老年人作對照,結果發(fā)現(xiàn)兩組間 基因的各等位基因及基因型頻率均無明顯的差異,并發(fā)現(xiàn)發(fā)病年齡及認知缺損與 e 均無關聯(lián),這結果說明老年抑郁癥晚發(fā)病與 e 無關,而可能受其它因

43、素的影響,如早年神經(jīng)變性事件等:這結果還提示有認知缺損的老年抑郁癥可增加 發(fā)生的風險率,更可能是通過不依賴 e 的途徑;還發(fā)現(xiàn),在帶有 e 的患者與帶有非 e 的患者之間,其精神病性癥狀分布亦無明顯的差異,但在有精神病性癥狀的患者中 e 頻率是無精神病性癥狀患者的倍,是正常老年人的 倍,這說明 e 是有精神病性癥狀的老年抑郁癥的風險因子,有精神病性癥狀的老年抑郁癥增加 發(fā)生的風險率,更可能是通過依賴 e的途徑,也說明老年抑郁癥的不同亞型是區(qū)分 不同病理過程的界標。研究了 例重性抑郁癥患者和 例 患者及 例正常對照者, 患者的抑郁癥癥狀嚴重度以 量表評定,結果發(fā)現(xiàn) e 與早發(fā) 明顯關聯(lián),而 e

44、與晚發(fā) 無明顯關聯(lián);早發(fā)抑郁癥與正常對照者相比,e 頻率明顯較低,起保護作用,而 e 頻率則趨向偏高,但未達顯著性;晚發(fā)抑郁癥與正常對照者相比,e 和e 頻率均無明顯差異:有抑郁癥狀的 患者的 e 頻率明顯升高,而 e 頻率則無明顯升高。但與無抑郁癥狀的 相比,有抑郁癥狀者發(fā)病年齡明顯較晚,帶有 e的 患者組 評分明顯高于帶有非 e 的患者組,但帶有 e 的患者組與帶有非 e 的患者組間 評分則無明顯差異。這些結果說明,在 與抑郁癥間有著共同的遺傳風險因子, 中的 e 與抑郁癥狀學高度關聯(lián),e 使 及抑郁癥的發(fā)病年齡均推遲。然而, 研究了 例重性抑郁癥患者,其中 例為晚發(fā)性,例為早發(fā)性,研究結

45、果發(fā)現(xiàn)兩組間 e 頻率無明顯差異,且在晚發(fā)性組 e 頻率反而呈偏低趨勢 . 。近年對 基因與 之間的關系研究已明確發(fā)現(xiàn) 基因與 易感性有關,其中 e 是 發(fā)生的風險因子,在 患者中出現(xiàn)的頻率可高達 。有研23究發(fā)現(xiàn) e 也是缺血性腦血管病、血管性癡呆、皮層 小體病及精神分裂癥風險因子 ,這些研究表明 e 頻率的升高對人體致病的作用可能具有普遍性。與 e的作用相反,e 是 綜合征的保護因子 ,e 還可推遲 的精神分裂癥的發(fā)病年齡 ,這說明 e 頻率的升高對人體疾病的保護作用也可能具有普遍性。雖然遺傳因素在老年抑郁癥患者中似乎顯得不太重要,但老年抑郁癥與 關系密切,在癥狀學特征、病理、生理或解剖上

46、都可能有類似于 的變化,而這些特征和變化又與 基因密切相關,所以, 基因仍有可能是老年抑郁癥的潛在病因?？偨Y有關老年抑郁癥與 基因關系的上述研究發(fā)現(xiàn),與臨床觀察、病理學和神經(jīng)生化研究及 、 檢查等方面一致的是,老年抑郁癥與 還有著共同的遺傳風險因素,即 e 既是 的風險因子,又是有認知缺損或有精神病性癥狀的老年抑郁癥以及晚發(fā)性老年抑郁癥的風險因子,這支持了 e 頻率升高對人體的致病作用具有普遍性的觀點,亦與晚發(fā)性老年抑郁癥增加 發(fā)生的風險率更甚于早發(fā)性老年抑郁癥的觀點相一致:有認知缺損的老年抑郁癥增加 發(fā)生的風險率,可能是通過不依賴 e 的途徑,而有精神病性癥狀的老年抑郁癥增加 發(fā)生的風險率,

47、則可能是通過依賴 e 的途徑;e 是早發(fā)性老年抑郁癥的保護因子,它可改變老年抑郁癥的發(fā)病年齡,使老年抑郁癥發(fā)病年齡推遲,也可使有抑郁癥狀的 發(fā)病年齡推遲,這支持了 e 頻率升高對人體疾病的保護作用具有普遍性的觀點,與有抑郁癥狀的 發(fā)病年齡比無抑郁癥狀 發(fā)病年齡較晚相一致,也與有抑郁癥狀的 患者 e 相對多見相一致 。5. 載脂蛋白 E與高脂蛋白血癥的關系 5.1 ApoE與型高脂蛋白血癥 型高脂蛋白血癥是一種少見的家庭性脂蛋白代謝異常,在人群中的發(fā)生頻率小于 。臨床上以肝脾腫大、高發(fā)的胰腺及偶發(fā)的皮疹性黃色瘤特征。血漿脂質由于空腹血中乳糜微粒和 大量增加而顯示有明顯的高甘油三酯血癥。但沒有脂蛋

48、白脂酯( )及其激活因子 的缺乏。 等 測定了 例典型型高脂蛋白血癥患者的 表型,發(fā)現(xiàn) 的純合子型和雜合子型分別為 和 ,比正常對照組的 和 明顯為高。然而,含的與不含 的患者血清脂類和脂蛋白水平并無差別,而且并非所有患者都具24有 。這說明型高脂蛋白血癥可能是由幾種不同的分子缺陷造成, 可能是重要的原因之一。5.2 ApoE與型高脂蛋白血癥 家族性型高脂蛋白血癥( ),又稱家族性脂蛋白血癥,寬或上浮病。是以早發(fā)的動脈粥樣硬化,黃色瘤,高膽固醇和高甘油三酯血癥,具有富含膽固醇的- 和 顆粒以及 水平升高為特征。過去對該病診斷所用的最可靠標準是 膽固醇 血清甘油三酯比值升高大于 以及血清甘油三酯

49、水平升高,多介于 。該病的發(fā)生頻率估計為 。早在 1975年,Utermann就發(fā)現(xiàn)HLP患者幾乎均是 ApoE2的純合子。 Breslow 和 Eannis等 共觀察了 34例典型HLP患者的 ApoE2 2 2 2表型,其中 31例為 E /,2例為 E /,只一例為 E /。E /純合子占2 4 3 2 患者的 ,而其在正常人群的比例僅為 。這無疑提示了 純合子與 的內(nèi)在聯(lián)系。體內(nèi)外的代謝研究顯示, 患者的生化缺陷是在于配基即 的結構缺陷,而不是在于受體。所有的 純合子型個體,不論血清膽固醇水平正?；虍惓?其受體結合活性與 相比,均具有嚴重的缺陷。但是只有大約 的具表型的人發(fā)展成為 ,這

50、說明單純的 表型并不足以造成 。換言之,表型只是 的必要而非充分條件。 的形成除表型外還涉及到其它遺傳或環(huán)境條件。目前發(fā)現(xiàn)的具 表型的異構體已多達 個,其中的四個( ; 及 )已發(fā)現(xiàn)可伴發(fā) ,它們都已被證實具有明顯降低的受體結合活性。唯一的具有正常受體結合活性 為 ,而且也未發(fā)現(xiàn)其可形成 。這種正反相關的結果再一次證明 的真正病因是 的受體結合活性異常低下。既然受體結合活性缺陷是 的生化基礎,但個別患者卻不具備 表型,人們有理由認為,這些患者的 在結構中存在其它的變異,這些變異雖然使其凈電荷與 不同,但同樣產(chǎn)生了與 相似的受體結合功能缺陷。目前 已報告至少發(fā)生于 處不同的 異構體,其中包括 ,

51、 和 。根據(jù)報告的受體結合活性測定結果,均顯示有受體結合缺陷 。上述資料清楚地表明受體結25合活性缺陷的確是 的生化基礎。早期報告的 幾乎均是 的純合子,這是由于 是人群中具有受體結合活性缺陷的最常見的異構體的結果。最近 等 利用突變特異性多核苷酸雜交技術更進一步揭示 是一種遺傳不均一性疾病。對于 ( )表現(xiàn)為隱性遺傳,只有純合子才可能發(fā)病,且顯現(xiàn)率僅為 ;對于 , ( ),重復及 ( )則表現(xiàn)為顯性遺傳,雜合子就足以發(fā)展成為 。 基因是一個非常罕見的遺傳基因,至今只在四個不相關的家族中發(fā)現(xiàn),一個在美國 ,另三個在荷蘭 。令人感興趣的是上四個異構體的突變均發(fā)生在 之間,而 和 都發(fā)生在 位,這說明該區(qū)間特別是 位 在受體結合功能中的重要作用。一般而言,一個正常的 異構體足以防止 的形成。上述四個異構體如何能以雜合子就形成 的可能性有兩種:一種可能是異常異構體與正常異構體可通過二硫鍵形