王海彥,韋葉生,黃孔文,廖品琥,熊濱,李軍,黃冰,胡東海,仇曉文
(1.右江民族醫(yī)學院附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學科,廣西 百色 533000;2.右江民族醫(yī)學院附屬醫(yī)院檢驗科,廣西 百色 533000;3.廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科,廣西 南寧 530021;4.廣西醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院麻醉科,廣西 南寧 530021)
·論著·
IL-10基因啟動子區(qū)域遺傳多態(tài)性研究*
王海彥1,韋葉生2,黃孔文1,廖品琥1,熊濱3,李軍1,黃冰4,胡東海1,仇曉文1
(1.右江民族醫(yī)學院附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學科,廣西 百色 533000;2.右江民族醫(yī)學院附屬醫(yī)院檢驗科,廣西 百色 533000;3.廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科,廣西 南寧 530021;4.廣西醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院麻醉科,廣西 南寧 530021)
目的比較分析IL-10基因啟動子區(qū)域SNP等位基因和基因型在不同地區(qū)、種族之間的分布。方法使用PCR和DNA測序方法,檢測廣西地區(qū)人群IL-10基因啟動子區(qū)域rs1800871G/A、rs1800872G/T多態(tài)性,并與人類基因組計劃研究的4個人群(歐洲、中國北京、日本及非洲)以及新西蘭、丹麥及墨西哥等地區(qū)人群SNP分型數(shù)據(jù)相比較。結(jié)果rs1800871G/A、rs1800872G/T SNP的分型數(shù)據(jù),在男性、女性組間分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。其SNP分型數(shù)據(jù)與中國北京地區(qū)、日本人群相比較,分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);而與非洲、歐洲、墨西哥、丹麥及新西蘭地區(qū)人群比較,分布差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。結(jié)論IL-10基因啟動子區(qū)域rs1800871G/A、rs1800872G/T多態(tài)性在不同地區(qū)、種族人群之間的分布有差異。
IL-10;多態(tài)性;基因型
白細胞介素10(interleukin 10,IL-10)是一種具有多效應功能的細胞因子,主要由T細胞亞群Th2細胞、巨噬細胞及單核細胞等合成、釋放,其通過免疫抑制及免疫刺激雙重作用,調(diào)節(jié)機體的炎癥反應與免疫反應平衡,維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[1-4]。人類IL-10的基因定位于染色體1q32,其基因啟動子區(qū)域單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)影響血清IL-10的表達水平[5-6]。目前研究顯示,IL-10基因SNP與多種炎癥性疾病有關(guān),如膿毒癥[7]、哮喘[8]及強直性脊椎炎[9]等。到目前為止,國內(nèi)外對IL-10基因單核苷酸多態(tài)性的研究主要聚焦在其與疾病的聯(lián)系上,而對其地區(qū)分布及種族人群的研究較少。本研究檢測IL-10基因啟動子區(qū)域SNP位點中的2個位點,以分析其基因型和等位基因頻率在廣西地區(qū)人群中的分布,并與人類基因組計劃研究的4個人群(歐洲、非洲、中國北京及日本)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/)以及墨西哥、丹麥及新西蘭等地區(qū)人群SNP分型結(jié)果相比較,探討IL-10基因啟動子區(qū)域SNP在不同地區(qū)、種族人群之間的分布差異。
1.1研究對象
選取199例廣西地區(qū)中臨床指標和實驗室檢查均在正常范圍內(nèi)的健康體檢者。其中,男118例,女81例;平均(54.0±14.61)歲。確認無器質(zhì)性疾病,且無血緣關(guān)系。每位參與者對本試驗項目知情同意,并自愿參與。
1.2主要試劑
全血DNA提取盒(天根生化科技有限公司),PCR引物(上海生工生物工程股份有限公司),蝦堿酶(Promega),外切酶Ⅰ(Epicentre),Hotstar Taq聚合酶(Qiagen),延伸反應試劑盒(SNaPshot Multiplex kit,ABI)。
1.3方法
1.3.1標本制備EDTA-K3抗凝采血管收集每位參與對象外周靜脈血2 ml,提取全血DNA,-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2多態(tài)性位點基因型的分析采用本實驗室常用的單堿基延伸PCR分析方法檢測IL-10基因啟動子區(qū)域rs1800871G/A、rs1800872G/T基因型。PCR引物通過在線Primer3軟件設計(http://frodo. wi.mit.edu/cgi-bin/primer3/primer3_www.cgi)。其中,rs1800871 G/A位點引物序列上正向為:5'-TCCCAA GCAGCCCTTCCATT-3',反向:5'-CCAAATTCTCAGT TGGCACTGG-3′,擴增片段長度322 bp;延伸引物序列為:5'-TTTTTTTTTTTTTTCACTGGTGTACCCTT GTACAGGTGATGTAA-3'。rs1800872 G/T位點引物序列正向為:5'-TCCCAAGCAGCCCTTCCATT-3',反向為:5'-CCAAATTCTCAGTTGGCACTGG-3',擴增片段長度322 bp;延伸引物序列為:5'-TTTTTTTTTT TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTCA TCCTGTGACCCCGCCTGT-3'。
1.3.3PCR反應采用20μl擴增反應體系,其中包含1×HotStarTaq緩沖液、3.0 mmol/L鎂離子、多重PCR引物、HotStarTaq聚合酶、0.3 mmol/L dNTP、DNA模板。反應條件:95℃預變性5 min,94℃變性15 s,65℃退火40 s,72℃延伸1 min的順序進行11個循環(huán);然后94℃變性15 s,56℃退火30 s,72℃延伸1 min的順序進行24個循環(huán),72℃延伸2 min。PCR產(chǎn)物用蝦堿酶和外切酶Ⅰ純化后進行延伸反應,延伸產(chǎn)物經(jīng)純化后再用ABI3130XL測序儀進行測序。測序結(jié)果用GeneMapper4.1(Applied biosystems)進行分型分析。
1.4統(tǒng)計學方法
數(shù)據(jù)結(jié)果采用SSPS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析。組間基因型和等位基因頻率分布情況及計數(shù)資料比較用χ2檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1基因型檢測結(jié)果
IL-10基因啟動子區(qū)域rs1800871G/A及rs1800872G/T兩位點的SNP分型結(jié)果發(fā)現(xiàn),rs1800871G/A位點存在GG、GA及AA 3種基因型,見圖1;rs1800872G/T位點存在GG、GT和TT 3種基因型?;驕y序也驗證了此結(jié)果,見圖2。
2.2 SNP分型結(jié)果
本試驗所選研究對象具有群體代表性(P>0.05),符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律,能代表廣西地區(qū)人群情況,見表1、2。IL-10基因啟動子區(qū)域rs1800871G/A和rs1800872G/T兩位點基因型及等位基因頻率在男性、女性兩組間分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),其中,rs1800871G/A位點以GA及AA基因型多見,以A等位基因最為常見;rs1800872G/T以GT和TT基因型多見,以T等位基因最為常見,見表3、4。
2.3不同地區(qū)、種族人群間的比較
通過比較廣西地區(qū)人群與人類基因組計劃研究的4個人群(歐洲、中國北京、日本及非洲)以及墨西哥、丹麥及新西蘭等人群SNP分型數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)IL-10基因啟動子區(qū)域的rs1800871G/A及rs1800872G/T兩位點的基因型及等位基因頻率分布與歐洲、非洲、墨西哥[10]及新西蘭[11]地區(qū)人群比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),而與日本、中國北京地區(qū)人群之間的分布差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表5、6。
IL-10是一種具有多效應功能、重要的免疫調(diào)節(jié)細胞因子[1-4]。其主要通過與靶細胞膜上的IL-10受體結(jié)合后激活酪氨酸激酶,從而發(fā)揮其生物學效應[12],在機體正常生理條件下,IL-10基因表達受到嚴格調(diào)控,細胞和血漿中IL-10水平很低,在病理條件下,其表達水平增加,來調(diào)控機體的抗炎癥反應或免疫調(diào)節(jié)作用。B淋巴細胞合成IL-10可通過調(diào)節(jié)Th1/Th2細胞之間功能的平衡,抑制對機體傷害性免疫反應,減弱細胞介導的炎癥反應,控制機體避免發(fā)生瀑布樣炎癥反應[13]。IL-10的免疫抑制作用,使其對部分抗原有免疫耐受作用,在病原體清除中起到作用,如果IL-10水平過高或者功能紊亂,可導致炎癥的形成,如膿毒癥[7]、哮喘[8]及強直性脊椎炎[9]等。研究顯示IL-10啟動子區(qū)域基因多態(tài)性可能影響基因的轉(zhuǎn)錄活性,進而可能影響其血漿表達水平[14-16]。IL-10基因rs1800871G/A和rs1800872G/T兩位點單核苷酸多態(tài)性可影響IL-10的產(chǎn)量[17]。而IL-10的產(chǎn)量可能與某些疾病起病有關(guān),使不同人群對疾病的易感性及發(fā)病率不同。因此,研究IL-10基因SNP在不同地區(qū)、種族人群分布特點,可為臨床及免疫學研究提供資料。
通過分析廣西地區(qū)人群中IL-10啟動區(qū)的rs1800871G/A及rs1800872G/T兩位點多態(tài)性分布情況,發(fā)現(xiàn)在廣西地區(qū)正常人群中,rs1800871G/A位點以GA基因型(43.4%)、AA基因型(49.0%)多見,以A等位基因(70.7%)最為常見;rs1800872G/T以GT基因型(43.2%)、TT基因型(48.7%)多見,以T等位基因(70.4%)最為常見。分析顯示,rs1800871G/A和rs1800872G/T兩位點SNP分型在男性、女性之間的分布,其差異無統(tǒng)計學意義。在歐洲、非洲、墨西哥、丹麥及新西蘭地區(qū)人群中,rs1800871G/A和rs1800872G/T兩位點等位基因均以G最為常見,顯著高于廣西地區(qū)人群的分布頻率,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。
綜上所述,對IL-10基因的rs1800871G/A和rs1800872G/T兩位點基因多態(tài)性研究,表明其基因型及等位基因在不同地區(qū)、種族人群之間存在差異,為了解影響不同地區(qū)、不同種族人群對疾病的易感性提供了生物信息學的信息。
[1]MAYNARD CL,WEAVER CT.Diversity in the contribution of interleukin-10 to T-cell-mediated immune regulation[J].Immunol Rev,2008,226(3):219-233.
[2]SABAT R.IL-10 family of cytokines[J].Cytokine Growth Foctor Rev,2010,21(5):315-324.
[3]LOWE PR,GALLEY HF,ABDEL-FATTAH A,et al.Influence of interleukin-10 polymorphisms on interleukin-10 expression and survival in critically ill patients[J].Crit Care,2003,31(1): 34-38.
[4]BARBISAN G,PEREZ LO,CONTRERAS A,et al.TNF-alpha and IL-10 promoter polymorphisms,HPV infection,and cervical cancer risk[J].Tumour Biol,2012,33(5):1549-1554.
[5]GIBSON AW,EDBERG JC,WU J,et al.Novel single nucleotide polymorphisms in the distal IL-10 promoter affect IL-10 production and enhance the risk of systemic lupus erythematosus[J]. J Immunol,2001,166(6):3915-3922.
[6]GADDAM SL,PRIYA VH,BABU BM,et al.Association of interleukin-10 gene promoter polymorphism in allergic patients[J]. Genet Test Mol Biomarkers,2012,16(6):632-635.
[7]LIN OUYANG,YOU-DI LV,CAN HOU,et al.Quantitative analysis of the association between interleukin-101082A/G polymorphism and susceptibility to sepsis[J].Mol Biol Rep,2013,40 (7):4327-4332.
[8]楊學習,李粉霞,李欣,等.白細胞介素10基因單核苷酸多態(tài)性與哮喘遺傳易感性的相關(guān)性研究[J].中國呼吸與危重監(jiān)護雜志, 2010,9(5):485-489.
[9]申成凱,呂成昱,王英振,等.白細胞介素10啟動子基因多態(tài)性與強直性脊柱炎的易感性[J].中國組織工程研究,2013,17(20):3793-3800.
[10]VARGAS-ALARCON G,RAMIREZ-BELLO J,JUAREZ-CEDILLO T,et al.Distribution of the IL-1RN,IL-6,IL-10, INF-gamma,and TNF-alpha gene polymorphisms in the Mexican population[J].Genet Test Mol Biomarkers,2012,16(10): 1246-1253.
[11]WANG AH,LAM WJ,HAN DY,et al.The effect of IL-10 genetic variation and interleukin 10 serum levels on Crohn's disease susceptibility in a New Zealand population[J].Hum Immunol,2011,72(5):431-435.
[12]曾俊濤,劉正穩(wěn),韓群英,等.白細胞介素-10啟動區(qū)基因多態(tài)性與慢性丙型肝炎的相關(guān)性[J].西安交通大學學報:醫(yī)學版,2005, 26(1):37-39.
[13]MIZOGUCHI A,BHAN AK.A case for regulatory B cells[J].J Immunol,2006,176(2):705-710.
[14]LU MY,LAKKAKULA BV,LIAO YC,et al.Lack of association between the IL-10 gene polymorphisms and features of the metabolic syndrome[J].J Investig Med,2011,59(2):267-271.
[15]鄭金國,高淑萍,葛利軍,等.心房顫動與白介素-6-174G/C、-572C/G、-597G/A位點基因多態(tài)性的關(guān)系[J].天津醫(yī)藥,2011, 39(1):4-6
[16]SUAREZ A,CASTRO P,ALONSO R,et al.Inter individual variations in constitutive interleukin-10 messenger RNA and protein levels and their association with genetic polymorphisms [J].Transplantation,2003,75(5):711-717.
[17]HANG X,HEI P,DENG L,et al.Interleukin-10 gene promoter poly-morphisms and their protein production in peritoneal fluid in patients with endometriosis[J].Mol Hum Reprod,2007, 13(2):135-140.
Study on genetic polymorphisms of interleukin 10 gene promoter region*
Hai-yan WANG1,Ye-sheng WEI2,Kong-wen HUANG1,Pin-hu LIAO1,Bin XIOANG3, Jun LI1,Bing HUANG4,Dong-hai HU1,Xiao-wen QIU1
(1.Department of Intensive Care Unit;2.Department of Clinical Laboratory,Affiliated Hospital of Youjiang Medical University for Nationalities,Baise,Guangxi 533000,P.R.China;3.Department of Intensive Care Unit,the People's Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning, Guangxi 530021,P.R.China;4.Department of Anesthesiology,the Affiliated Tumor Hospital of Guangxi Medical University,Nanning,Guangxi 530021,P.R.China)
【Objective】To investigate the frequency of allele and genotype distribution of single nucleotide polymorphisms(SNPs)in the interleukin 10(IL-10)gene promoter region in the Guangxi population,and to analyze allelic and genotypic diversity of IL-10 gene in different geographical regions and among different races.【Methods】The polymerase chain reaction-single base extension(PCR-SBE)and DNA sequencing techniques were used to analyze the rs1800871G/A and rs1800872G/T polymorphisms at the promoter region of IL-10 in the Guangxi population.The allelic and genotypic diversity of rs1800871G/A and rs1800872G/T were compared with Hapmap-CEU, Hapmap-HCB,Hapmap-JPT and Hapmap-YRI from the Human Genome Project group(Hapmap)data base and with populations in New Zealand,Denmark and Mexico population.【Result】The diversity of rs1800871G/A and rs1800872G/T polymorphisms at the promoter region of IL-10 had no significant difference between female and male group(P>0.05).Compared with the Hapmap-YRI,and Hapmap-CEU of the Mexicans,Denes,and New Zealan-ders,the diversity of genotypic and allelic of IL-10 were significantly different(P<0.01).However,compared with Hapmap-JPT and Hapmap-HCB,there were no significant difference(P>0.05).【Conclusion】The frequencies of polymorphisms distribution of rs1800871G/A and rs1800872G/T at the promoter region of IL-10 were significantly different among the different ethnic groups.
IL-10;polymorphism;genotype
R735.2
A
1005-8982(2015)28-0012-05
2015-05-21
廣西自然科學基金重點項目(No:2011GXNSFD018039);廣西科技攻關(guān)項目,桂科攻(No:1140003B-93);廣西教育廳科研(No:201012MS176)
廖品琥,E-mail:liaopinhu@163.com,Tel:0776-2848807