西安交大最新文章:疾病基因表达谱的比较分析

2013-9-09 15:46 来源: 生物通
收藏到BLOG

  来自西安交通大学医学院,山东省地方病防治研究所等处的研究人员发表了文章,通过对比分析发生在同一病区的大骨节病和克山病患者外周血差异表达基因, 深入探讨了两病的病因与发病机制,指出大骨节病与克山病患者不同靶器官损伤可能是由共同和非共同的差异表达基因与环境危险因素相互作用所致。

  大骨节病(Kashin-Beck disease, KBD)和克山病(Keshan disease, KD)是发生在中国的主要地方病,两病主要分布在我国东北到西南低硒环境的斜行地带中, 但也有单纯的KBD或KD病区。目前, 中国KBD患者超过66万人, KD患者4万人, 约3000万居民生活在 KBD 与 KD 病区。KBD 是一种地方性畸形性骨关节疾病, 主要侵犯儿童, 以软骨深层细胞坏死、 过度凋亡及终末分化障碍为特征,KD 是一种地方性心肌病, 主要侵犯妇女与学龄前儿童, 主要特点为可导致心源性休克与充血性心力衰竭的多灶性心肌坏死与纤维化,由于关节软骨与心肌严重侵害, 大多数 KBD 与 KD 患者部分或完全丧失劳动能力甚至自理能力, 这不仅严重影响他们的生活质量而且增加社会医疗负担。

  KBD 与 KD 病因与发病机制至今仍然不明. 然而由于2种疾病主要发生在中国相同的地区, 存在相似环境条件。因此有研究者提出了共同的环境病因假说: 硒缺乏与粮食真菌毒素污染。

  调查显示KBD 与 KD 病区内环境与外环境硒含量较低, 病区居民处于低硒状态, 其血硒、尿硒及发硒含量均低于非病区居民,两病病因均涉及真菌毒素中毒, 但是致病真菌种类不同, 即 KBD 致病真菌为 T-2 毒素, KD 为黄绿青霉素. 尽管两病病区分布多同而异少, 但KBD与KD患者的生活环境相似, 如生活在交通落后的偏远农村、 经济收入较低、 饮食单一等。

  之前研究者将 KBD 和 KD 的致病因素重点主要集中在环境因素上,近年来, 采用基因表达芯片分析并发现一系列 KBD 异常表达基因, 但该研究结果尚未与 KD 进行比较。因此 KBD 与 KD 疾病发生发展中是否存在着共同的环境因素与基因相互作用仍然未知。比较两病的差异基因表达特征可能为阐明共同环境因素导致 KBD 与 KD 不同器官损伤作用机制提供证据。

  在这篇文章中,研究人员利用 Agilent 公司的 人类 1A 微阵列芯片分别检测 KBD, KD 与健康对照的外周血单核细胞基因表达谱, 并利用微阵列数据发现 KBD 与 KD 病例组中相同差异表达基因, 目的是探究并发现共同环境因素如何影响两病发病进程及其潜在分子机制, 所获得的寡核苷酸芯片数据进一步由实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time reverse transcription pol- ymerase chain reaction, qRT-PCR)进行验证。

  研究人员依据大骨节病和克山病的国家临床诊断标准选择居住在中国陕西省两病共患区的 20 例大骨节病患者与 12 例健康对照、16 例克山病患者与16 例健康对照分别分为 4 组。分别提取病例与对照的外周血单核细胞总 RNA, 利用单核苷酸基因微阵列芯片检测基因表达谱。

  结果发现, 大骨节病、克山病存在 16 个相同差异表达基因, 其中 9个基因在两病为同时上调或下调, 7个为上调、 下调不一致。比较其毒理基因组学数据库信息显示, 这些基因的表达与生物功能均可能受到多种环境因素影响, 包括真菌毒素和硒水平, 而真菌毒素与低硒被认为是两病潜在的环境危险因素. 大骨节病与克山病患者不同靶器官损伤可能是由共同和非共同的差异表达基因与环境危险因素相互作用所致。

  这项研究通过对比分析 KBD 和 KD 与正常对照外周血单核细胞基因表达谱, 从分子水平比较了两病共同的环境病因假说及流行病学特征,认识到两病共同和非共同的差异表达基因的变化与共同环境因素通过相互作用而影响两病的发生发展过程。