朱文葉 陳新元 李敏
摘要:目的:研究維生素D受體多態(tài)性與原發(fā)性癲癇的相關(guān)性。方法:通過病例對照研究,納入71例原發(fā)性癲癇患者作為病例組,同期97例健康者作為對照組,抽取所有研究對象外周靜脈血提取DNA,采用PCR-LDR法檢測維生素D受體單核苷酸位點Cdx-2、 FokI、BsmI及ApaI的多態(tài)性。結(jié)果:病例組和對照組Cdx-2、FokI、BsmI、ApaI的基因型、等位基因、顯性模型及隱性模型均沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論:維生素D受體單核苷酸位點Cdx-2、FokI、BsmI及ApaI可能與原發(fā)性癲癇的發(fā)生不相關(guān)。
關(guān)鍵詞:維生素D受體;基因多態(tài)性;原發(fā)性癲癇
ABSTRACT: OBJECTIVE To investigate the association between vitamin D receptor gene polymorphism and primary epilepsy. METHEDS A case-control study was conducted in 71 patients with primary epilepsy and 97 healthy controls. DNA was extracted from peripheral venous blood of all subjects. Polymorphisms of vitamin D receptor gene Cdx-2、FokI、BsmI and ApaIwere detected by PCR-LDR direct sequencing. RESULTS There was no significant difference in all genotype frequency 、allele frequency 、dominant model and recessive model between case group and control group (P >0.05). CONCLUSION The polymorphisms of vitamin D receptor gene Cdx-2 (rs11568820)、 FokI (rs2228570)、BsmI (rs1544410) and ApaI (rs7975232) may not be associated with primary epilepsy.
KEY WORDS: vitmin D receptor; gene polymorphism; primary epilepsy
癲癇是最常見及最具潛在危險性的、多種病因參與的一種慢性中樞系統(tǒng)疾病。目前關(guān)于癲癇確切的發(fā)病機制仍不清楚,一般認為是由多種大腦病理性改變的共同終點,如機械性創(chuàng)傷、出生缺氧、產(chǎn)傷、感染、中風(fēng)、腫瘤。流行病學(xué)調(diào)查研究表明,遺傳因素作為內(nèi)因在癲癇的發(fā)病機制中扮演重要的作用[1-2]。進來年發(fā)現(xiàn)越來越多的基因通過多種機制參與機體功能和發(fā)育過程,對癲癇的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響。不同個體應(yīng)用抗癲癇藥物治療的反應(yīng)性有很大的差異,這些差異性可能源于影響藥物代謝動力學(xué)的基因、影響藥物藥效學(xué)的基因和導(dǎo)致癲癇發(fā)作的基因突變[3-7]。
維生素D(vitamin D, VD)屬于脂溶性維生素,是一種維持人體生命所必須的營養(yǎng)物質(zhì),除調(diào)節(jié)鈣磷代謝、促進骨骼發(fā)育、調(diào)節(jié)生物細胞分化和免疫功能外,VD在神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面也發(fā)揮著獨特作用。VD缺乏會引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病,包括多發(fā)性硬化、阿爾茨海默病、帕金森病以及癲癇等[8-11]。維生素D受體(vitamin D receptor, VDR)是核受體超家族成員之一,主要位于神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞的細胞核中[12-13]。VDR與VD結(jié)合后通過信號通路的傳導(dǎo),在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。研究表明糾正VD缺乏狀態(tài)可以控制癲癇發(fā)作,此外,動物實驗研究表明 [11]增加小鼠海馬區(qū)VD3 水平可以提高誘發(fā)癲癇的閾值;相反,敲除VDR會增加癲癇的發(fā)生風(fēng)險?;谝陨涎芯?,我們推測VDR基因的多態(tài)性可能參與了癲癇的發(fā)生。因此,本研究將進行VDR SNPs Cdx-2 (rs11568820, G>A), FokI (rs2228570, T>C), BsmI (rs1544410, G>A), ApaI (rs7975232, C>A)的多態(tài)性分析,探討VDR基因多態(tài)性是否與原發(fā)性癲癇發(fā)生相關(guān)。
1 資料與方法
1.1 研究對象 收集2020年3月至7月來自昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科的原發(fā)性癲癇患者共71例,其中男性26例(36.6%),女性45例(63.3%),年齡中位數(shù)為29(23,44),診斷標準符合《2017年國際抗癲癇聯(lián)盟制訂的癲癇發(fā)作及癲癇分類診斷指南》[14]。同期收集昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院體檢中心健康受試者97例作為對照組,其中男性35例(36.0%),女性62例(63.9%),年齡中位數(shù)為37(30,47)。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準,所有研究對象均簽訂知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 全血DNA提取以及純度和濃度測定 采集研究對象外周靜脈血2 ml,按照TIANamp Blood DNA Kit, DP348的說明書提取全血DNA,使用核酸蛋白分析儀對提取出的DNA 樣本進行純度和濃度鑒定, OD260值和OD280值在1.6~1.8之間為合格。
1.2.2 PCR反應(yīng)和SNP檢測 引物由安徽通用生物系統(tǒng)有限公司采用Primer3.0設(shè)計。PCR擴增:15 μL 體系:DNA 1 μL,10*bμffer1.5 μL,25 mmol/L 的 MgCl21.5 μL,10 mmol/L 的 DNTP 0.3 μL,10 μmol/L 上下游引物 0.15 μL,5 μmol/μL 的Tap 酶 0.3 μL,加 H2O 補足至15 μL。PCR擴增條件:94℃預(yù)變性3 min;94℃變性30s,55℃退火30 s;72℃延伸90 s;共35個循環(huán),然后72℃延伸3min。 連接反應(yīng):10 μL體系:取 3μL PCR產(chǎn)物,10* Taq DNA ligase buffer 0.15 μL,Taq DNA ligase(40U/ul)0.125 μL,探針(10p) 0.01 μL,加 H2O 補足至10 μL。連接條件:94°C 30s,56°C 3min;共30個循環(huán)。然后取取1μL延伸產(chǎn)物,加8ul上樣,95℃變性3min,立即冰水浴,上測序儀。
1.2.3 統(tǒng)計學(xué)分析 運用IBM SPSS (version 25.0; Armonk, NY, USA)進行統(tǒng)計分析。分類變量采用卡方檢驗?;蛐头植疾捎肏ardy-Weinberg 平衡定律檢驗。采用Logisitc回歸模型校正年齡、性別等變量,所有統(tǒng)計分析采用雙側(cè)檢驗,P <0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 一般資料比較 經(jīng)χ2在檢驗,病例組與對照組的性別構(gòu)成無統(tǒng)計學(xué)意義(P = 0.943),兩組性別構(gòu)成均衡。
2.2 遺傳平衡檢驗 病例組和對照組VDR 4個SNPs 的基因型其觀察值與期望值之間分布近似(P >0.05),表明兩組樣本來自遺傳平衡群體,具有群體代表性。
2.3 VDR基因多態(tài)性與原發(fā)性癲癇的易感性分析
所有樣本進行VDR基因測序,BsmI未檢測到AA基因型,經(jīng)χ2檢驗病例組和對照組VDR 四個SNPs基因型頻率無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)(見表1);進一步采用多因素二元Logistic回歸,對受試者的年齡、性別進行校正,分析各位點等位基因模型、顯性模型和隱性模型與成人原發(fā)性癲癇的關(guān)系。結(jié)果顯示: Cdx-2 、FokI、BsmI及ApaI在病例組和對照組中其不同模型的分布均無統(tǒng)計學(xué)意義(見表2)。
3 討論
VD在神經(jīng)系統(tǒng)中有調(diào)控腦發(fā)育、神經(jīng)營養(yǎng)和保護、神經(jīng)遞質(zhì)合成和神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)等重要作用,是人體必需的神經(jīng)類固醇,參與大腦復(fù)雜的功能活動[7]。VD缺乏與癲癇具有相關(guān)性。人體內(nèi)VD水平降低會增加癲癇發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險;而癲癇人群中,內(nèi)在或外在因素會導(dǎo)致體內(nèi)VD水平下降[15]。本研究選取了其中4個SNPs進行研究。
FokI位于VDR基因的5’末端,其多態(tài)性與神經(jīng)保護相關(guān),發(fā)生突變會增加帕金森病、阿爾茲海默病、多發(fā)性硬化等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的風(fēng)險[17-18]。Jiang[19]等發(fā)現(xiàn) FokI AC基因型、ApaI AA基因型在顳葉癲癇組和對照組中的分布有統(tǒng)計學(xué)意義。Cdx-2位于VDR基因的5’啟動子區(qū)域,其多態(tài)性與2型糖尿病及胰島素分泌受損相關(guān)[20]。戴[21]等發(fā)現(xiàn)Cdx-2的基因型在癲癇組和對照組的分布具有統(tǒng)計學(xué)意義,而等位基因的分布沒有統(tǒng)計學(xué)意義,AG/(AA+GG)有統(tǒng)計學(xué)意義,Cdx-2的多態(tài)性可能與癲癇的發(fā)生相關(guān)。BsmI位于VDR基因的3’端第8內(nèi)含子,其多態(tài)性研究主要集中在骨質(zhì)疏松、糖尿病及神經(jīng)系統(tǒng)疾病。研究表明VDR基因3’端BsmI、ApaI 均與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)[22-23] 。
在本研究中所選取的VDR 4個SNPs在原發(fā)性癲癇和對照組中無論是基因型,還是各種基因模型中其分布均沒有統(tǒng)計學(xué)意義,其中BsmI (rs1544410)突變純合子 AA基因型在所有研究對象中均未檢出,這與戴[21]等的研究結(jié)果一致,同樣Jiang[19]等的研究中AA基因型的頻率也極低,很可能是樣本量太小導(dǎo)致的。VDR基因多態(tài)性可受種族、地域等因素影響,本研究所有樣本來自云南地區(qū)的人群,因樣本量較少且遺傳背景不同,病例組和對照組統(tǒng)計可能存在偏倚,后續(xù)將擴大樣本量,控制混雜因素如日照、VD攝入、種族、地域等,對原發(fā)性癲癇發(fā)病機制做進一步研究,若可以進行不同地區(qū)多中心研究。
參考文獻:
[1]Hildebrand MS, Dahl HH, Damiano JA, et al. Recent advances in the molecular genetics of epilepsy[J]. J Med Genet. 2013, 50(5) : 271-279.
[2]Thomas RH and Berkovic SF. The hidden genetics of epilepsy-a clinically important new paradigm. Nat Rev Neurol. 2014, 10(5) : 283-292.
[3]張凱琳,江泓,李楠.遺傳性全面性癲癇的分子遺傳學(xué)研究進展[J].中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2018,35(6):908-911.
[4]吳懷寬,劉學(xué)伍,蘇永鑫,等. 癲癇遺傳學(xué)研究進展[J].精準醫(yī)學(xué)雜志,2019,34(2):183-186,188.
[5] Turner TJ, Zourray C, Schorge S, Lignani G. Recent advances in gene therapy for neurodevelopmental disorders with epilepsy. J Neurochem. 2021 Apr;157(2):229-262.
[6] Cui X, Gooch H, Petty A, et al.Vitamin D and the brain: Genomic and non-genomic actions. Mol Cell Endocrinol. 2017 Sep 15;453:131-143.
[7]陳良文.維生素D在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用研究進展[J].兒科藥學(xué)雜志, 2021, 27(2):59-62
[8] DeLuca GC, Kimball SM, Kolasinski J, et al. Review: the role of vitamin D in nervous system health and disease. Neuropathol Appl Neurobiol. 2013 Aug;39(5):458-84.
[9] Wang L, Song Y, Manson JE, et al. Circulating 25-hydroxy-vitamin D and risk of cardiovascular disease: a meta-analysis of prospective studies. Circ Cardiovasc Qual Outcomes. 2012 Nov;5(6):819-29.
[10] Br?ndum-Jacobsen P, Nordestgaard BG, Schnohr P, et al. 25-Hydroxyvitamin D and symptomatic ischemic stroke:An original study and meta-analysis[J]. Ann Neurol,2013,73(1):38-47.
[11] Kalueff AV, Minasyan A, Tuohimaa P. Anticonvulsant effects of 1, 25-dihydroxyvitamin D in chemically induced seizures in mice[J]. Brain Res Bull,2005,67(1 /2):156-160.
[12]CUI X, PELEKANOS M, LIU P Y, et al. The vitamin D receptor in dopamine neurons; its presence in human substantia nigra and its ontogenesis in rat midbrain[J]. Neuroscience, 2013, 236( 1) : 77-87.
[13] Wang Y, Zhu J, DeLuca HF. Where is the vitamin D receptor? Arch Biochem Biophys. 2012 Jul 1;523(1):123-33.
[14] Salas-Puig J. A new proposal for the classification of epileptic seizures and epilepsies by the International League Against Epilepsy(ILAE)[J]. Rev Neurol,2017,52(9) :513-514.
[15] Miratashi-Yazdi SA, Abbasi M, Miratashi Yazdi SM. Epilepsy and vitamin D:A comprehensive review of current knowledge[J]. Rev Neurosci,2017,28(2):185-201.
[16] Offermann G, Pinto V, Kruse R. Antiepileptic drugs and vitamin D supplementation[J]. Epilepsia,1979,20(1):3-15.
[17] Kumar R, Himani, Gupta N, et al. Unveiling molecular associations of polymorphic variants of VDR gene (FokI, BsmI and ApaI) in multiple myeloma patients of Indian population. J Steroid Biochem Mol Biol. 2020 May;199:105588..
[18]Emerah AA, E1-Shal AS. Role of vitamin D receptor e polymorphisms and serum 25-hydroxy vitamin d level in Egyptian female patients with systemic lupus erythematosus[J]. Mol Biol Rep,2013,40:6151-6162
[19]Jiang P, Zhu WY, He X, et al. Association between Vitamin D Receptor Gene Polymorphisms with Childhood Temporal Lobe Epilepsy. Int J Environ Res Public Health. 2015 Oct 30;12(11):13913-22.
[20]Sentinelli F, Bertoccini L, Barchetta I, et al. The vitamin D receptor (VDR) gene rs11568820 variant is associated with type 2 diabetes and impaired insulin secretion in Italian adult subjects, and associates with increased cardio-metabolic risk in children. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2016 May;26(5):407-13.
[21]王丹, 張亞男, 馬尚寅,等. 維生素D受體基因多態(tài)性與特發(fā)性癲癇的相關(guān)性[J]. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志, 2020, 40(10):4.
[22] Kuningas M, Mooijaart SP, Jolles J, et al. VDR gene variants associate with cognitive function and depressive symptoms in old age. Neurobiol Aging. 2009 Mar;30(3):466-73.
[23] Petersen MS, Bech S, Christiansen DH, et al. The role of vitamin D levels and vitamin D receptor polymorphism on Parkinson's disease in the Faroe Islands. Neurosci Lett. 2014 Feb 21;561:74-9.
[基金項目] 云南省教育廳科學(xué)研究基金教師類項目(編號:2018JS197)
[作者簡介]朱文葉,主管藥師,研究方向:臨床藥理學(xué),郵箱:ZWYkyfyy@163.com
[通訊作者]李敏,男,醫(yī)師,研究方向:哮喘與基因組學(xué),郵箱:869116714@qq.com