骨质疏松症相关基因研究进展
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西郝医学2009年5月第21卷第5期
Med—J里!!!堡垒!塑!丛!兰!鱼!!:坠!:!!!盟2:!
・849・
骨质疏松症相关基因研究进展
杨杰翔综述
肖复兴,扶世杰审校
(泸州医学院附属第二医院骨科,四川泸州641000)
【摘要】骨质疏松(Osteoporosis)的发生是遗传和环境因素共同作用的结果。近年国内外学者对骨质疏松症相关 基因开展了大量的研究,试图通过研究最终确定骨质疏松的直接病因;找到敏感的遗传标记,预测发生骨质疏松的危险 性;开发药物防止骨量丢失和逆转骨质疏松。但是其相关基因和致病基因尚未明确。本文回顾国内外文献,就骨质疏松 症几种相关基因的研究现状做一综述,探讨这几种基因与骨质疏松症的关系. 【关键词】骨质疏松;基因;
基因多态性影响骨质疏松的药物治疗:Palomba等L2]对1
名绝经后意大利妇女进行1年的HRT治疗后发现不同的
280名加拿大妇女进行同样的研究后指出,其与ESR-p基因多 态性相关而与ESR叫基因多态性没有明确相关性。
1.3其他基因
VDR基因型对替代治疗药物具有不同的治疗反应。Morrison 等[33对333名连续服用骨化三醇3年的绝经后妇女进行研究 后发现,aaTT基因型妇女发生骨折的概率睨显降低,而Aatt 基因型对骨化三醇具有更好的治疗反应.Kurabayashi等H]对
维生素D受体基因与骨质疏松
Abrams等(1]发现
1.2.3雌激素受体一q基因多态性相关药物基因组学
yashi
Koba-
I位点多态性与青少年钙吸收率、全身骨矿含量和全身骨
N等[6]对286名绝经后日本妇女行雌激素替代治疗 Therapy,HRT)1年后发现,PP基因
密度相关,FF基因型者上述指标明显高于ff基因型,提示 VDR基因通过作用于小肠钙吸收而影响骨密度的积累.有关
对425名绝经后行HRT的加拿大妇女进行横断面研究后指 出,同时具有VDRbb基因型的ESR-ⅡPP基因型者,对HRT 具有更明显的治疗反应。然而Kurabayashi T等[8]对81名行
HRT治疗三年的绝经后日本妇女研究后发现,ESR-a基因多 态性与腰椎骨密度治疗反应没有明确相关,Silvestri S等[9]对
polymorphism
tures as a et
a1.Estrogen
receptor
a
工作,选择相对隔离的人群,确定环境因索后,前赡性地观察各 基因型与峰值骨量的达到、骨量丢失或骨折发生率的关系,尤 其是分析易感基因与骨折风险的关系.
2.3深入骨质疏松药物遗传学的研究药物基因组学(phar—
genetic marker for bone loss,vertebral frac-
【中图分类号】Q 78,R 68 多态性;
药物遗传学,
药物基因组学
【文章编号】1672-3511(2009)05—0849—02
【文献标识码】A
随着近年国内外学者对骨质疏松症相关基因研究的开展, 对其相关基因的认识更加深入,但是其相关基因及其具体机制 尚未明确。本文回顾国内外文献,就骨质疏松症几种相关基因 的研究现状做一综述。 1候选基因研究 候选基因的研究试图通过寻找真正影响临床表现型的遗 传基因,揭示骨质疏松的遗传机制,同时为临床早期筛选骨质 疏松或骨折的高危人群提供遗传学依据,予以及早和有效的防
Med J y塑t China。丛!!!Q!!!y里!!!!!堕生!
腺素基因等、白细胞介索一1及白细胞介素一1受体拮抗基因。虽 然对骨质疏松易感基因进行了大量的研究,但是目前仍不确定 候选基因多态性是否是影响BMD并决定骨质疏松性骨折风险
的最重要因素。 2展望
2.1
Fokl polymorphisms affect calcium absorption,kinetics,and bone mineralization
Recptor-a
Gene)
ER基因突变的受体基因位
于6q24~q27,长约140 kB,由8个外显子和7个内含子构成,
其多态性由限制性内切酶PvuⅡ及XbaI定义。 1.2.2雌激素受体一n基因与骨质疏松van Meurs等认为雌 激素受体基因中单倍型PvuⅡ和XbaI限制性片断长度多态性 和TA串联可重复序列(VNTR)与绝经后妇女腰椎骨密度 (BMD)及发生椎骨骨折的危险性有关。但是由于两个多态性 位点之问存在很强的连锁不平衡,因而不能确定究竟哪个位点 起主导作用。Albagha等对长期居住于苏格兰的白人妇女的 研究发现,雌激素受体基因与骨密度关系密切,尤其是Px单倍 体基因型者。Ioannidis等对超过5 000例大样本进行Meta分 析时发现,XbaI多态性与不同部位的骨密度有关,而且XX纯 合子基因型对预防骨折起到保护作用。Albagha等[5]在对3 054名苏格兰妇女的研究中发现,ESRIpx单倍型基因与髋部骨
two-locus vitamin D and estrogen
receptor
genotype[J].J Bone
Miner Res.2000。15:1076-1084.
[8]Kurabayashi T,Matsushita H,Kato N el;a1.Effect of vitamin
receptor
trogen receptor
oes—
alpha
gene
polymorphisrns with postmenopausal
bone
lOSS,bone inass。and quantitative ultrasound properties of
bone[J].J Med Genet.2005.42(3):240-246. [6]Kobayashi N,Fujino T,Shirogane T
密度值降低及加快股骨颈骨量的丢失有关。
种基因被研究,主要涉及几个方面:①调节钙平衡的激素及其 受体。②细胞因子、生长因子及其受体。③骨基质。④性激素 及其受体。目前主要集中在对维生素D受体(VDR)基因和雌 激素受体一a(ER-a)基因的研究。
1.1维生素D受体基因(Vitamin D Receptor Gen) 1.1.1维生素D受体基因结构 维生索D受体(VDR)是一
治,进而为临床治疗选择更有效的抗骨质疏松药物。迄今近百
ApaI和F破I基因多态性的关系,结果显示服药一年时TT型
组腰椎BMD增加值明显高于Tt型组;服药两年时两组BMD
增加值略有不同,但没有统计学意义.丑匣药三年后两组BMD增 值没有显著性差异。 1.2雌激素受体一a基因(Estrogen 1.2.1雌激素受体一a基因结构
系,它依赖于所选的遗传标记百度文库候选基因的功能突变位点之间
trial[J].Osteoporos Int,2005,16(8){
[3]Morrison NA。George PM。Vaughan T,etal.Gilchrist
tamin
apy D receptor genotypes
recurrent
NL)Vi—
用。由于以往研究多数是病例对照方法.最好能开展前瞻性
for
vertebral fracture
osteoporosis.Pharmacogen—
et[J].Genomics。2005。15(2),127—135. E4]Kurabayashi T,Matsushita H.Tomita M.et a1.Association of vi-
骨质疏松症是一种多基因疾病,目前有关它的致病基因及 其作用机制还不完全清楚,有待于我们今后进一步研究.研 究的目标将最终确定骨质疏松的直接病因;找到敏感的遗传标
therapy is modulated by
macogenomic)是分子药理学与分子生物学的有机结合,它应用 基因组学来对药物反应的个体差异进行研究。其研究已愈来 愈受到重视,对骨质疏松候选基因多态性与抗骨质疏松药物疗 效的研究尽管刚起步,但已显示其特殊优势。随着药物基因组
学的发展,在骨质疏松患者治疗中,可以根据药物代谢、疗效和
tamin D and
estrogen receptor gene
polymorphism with the effects
on
of longterm hormone replacement therapy
bone mineral
density
[J].J Bone metab,2004,22{241-247. [5]Albagha OM,Pettersson U,Stewart A,et a1.Association of
Bone
Miner Metab,2004,22
l
139—147.
F9]Silvestri S,Thomsen AB.Brandi ML:Estrogen
polymorphisms,i5 there ty,plasma lipids,and
an
association with
to
receptor a and P boRe mineral densi-
influence the
in
success
of calcitriol ther。
的连锁不平衡,容易受群体影响而产生假阳性或假阴性结果。 目前有研究者采用传递不平衡法检测候选基因和候选基因组 区域,由于不受群体混杂和分层的影响,检测结果具有更高的 可信度。随着分子生物学的发展,应更加深入地开展候选基因 对骨量影响的具体机制研究。 2.2开展前瞻性研究骨质疏松是遗传与环境因素共同参与 的多因子疾病,如果不能很好地考虑、控制环境因素(如饮食钙 的摄入、运动量等)的作用,就不能正确评价候选基因与骨量变 异等的关系。因此,必须考虑基因与环境因素之间的协同作
日本妇女在雌激素替代疗法治疗中长期观察BMD与TaqI、
目前报道的与骨密度或骨质疏松相关的基因
还有很多,包括I型胶原基因、载脂蛋白E(ApoE)基因、低密度 脂强白受体相关蛋白5(LRP 5)基因、胰岛索样生长因子基因、 转化生长因子基因、雄激素受体基因、降钙素受体基因、甲状旁
万方数据
・850・
西部医学2009年5月第21卷第5期
osteoporotie
in
深入研究侯选基因对骨量影响的具体机制研究
大部分
postmenopausal
women A
l—year
muhicenter,ran。
domized and controlled 943-952.
研究仅做候选基因与骨量的关联分析。但关联分析得出的仅 仅是一种相关联的现象,而不一定是基因与骨量的直接决定关
rates
during
puberty[J].J Bone Miner Res,2005,
20(6)1945-953.
[2]Palomba S,Orio F JR,Russo T,d a1.BsmI vitamin D
genotypes
receptor
influence the efficacy of antiresorptive treatments
(Hormone Raplacement
型者腰椎骨密度增高较Pp及PP基因型明显。Giguere Y等【7]
VDR基因多态性与骨量关系的研究很多,但研究结果很不一 致,且在不同人群中实验重复性差,这可能与种族、环境、生活 方式、研究样本大小等有关。 1.1.3维生察D受体基因多态性相关药物基因组学
VDR 100
D
and
estrogen
receptor
gene
polymorphism
on
the rela—
in
tionship between dietary calcium and bone mineral density
anese
Jap-
治疗反应的相关基因的基因型,来指导抗骨质疏松药物的选择。
3结论
women[J].J
to
and susceptibility
estrogen[J].Maturitas,2002,41:193.
et
[7]Giguere Y.Dodin S,Blanchet C
heel ultrasound and
e
a1.The
association
between
hormone replacement
种核内受体,其编码基因位于12q 13~14,长43 kB,由9个外
显子组成。现已发现VDR基因内有4个多态位点,这些位点
的碱基改变分别导致BsmI、ApaI、TaqI和ForkI酶切位点改
变,一般用b…a
1.1.2 Fok
t
f表示存在这4种内切酶的多态性位点,而
B、A、T、F表示缺乏这4种内切酶的变异。
Med—J里!!!堡垒!塑!丛!兰!鱼!!:坠!:!!!盟2:!
・849・
骨质疏松症相关基因研究进展
杨杰翔综述
肖复兴,扶世杰审校
(泸州医学院附属第二医院骨科,四川泸州641000)
【摘要】骨质疏松(Osteoporosis)的发生是遗传和环境因素共同作用的结果。近年国内外学者对骨质疏松症相关 基因开展了大量的研究,试图通过研究最终确定骨质疏松的直接病因;找到敏感的遗传标记,预测发生骨质疏松的危险 性;开发药物防止骨量丢失和逆转骨质疏松。但是其相关基因和致病基因尚未明确。本文回顾国内外文献,就骨质疏松 症几种相关基因的研究现状做一综述,探讨这几种基因与骨质疏松症的关系. 【关键词】骨质疏松;基因;
基因多态性影响骨质疏松的药物治疗:Palomba等L2]对1
名绝经后意大利妇女进行1年的HRT治疗后发现不同的
280名加拿大妇女进行同样的研究后指出,其与ESR-p基因多 态性相关而与ESR叫基因多态性没有明确相关性。
1.3其他基因
VDR基因型对替代治疗药物具有不同的治疗反应。Morrison 等[33对333名连续服用骨化三醇3年的绝经后妇女进行研究 后发现,aaTT基因型妇女发生骨折的概率睨显降低,而Aatt 基因型对骨化三醇具有更好的治疗反应.Kurabayashi等H]对
维生素D受体基因与骨质疏松
Abrams等(1]发现
1.2.3雌激素受体一q基因多态性相关药物基因组学
yashi
Koba-
I位点多态性与青少年钙吸收率、全身骨矿含量和全身骨
N等[6]对286名绝经后日本妇女行雌激素替代治疗 Therapy,HRT)1年后发现,PP基因
密度相关,FF基因型者上述指标明显高于ff基因型,提示 VDR基因通过作用于小肠钙吸收而影响骨密度的积累.有关
对425名绝经后行HRT的加拿大妇女进行横断面研究后指 出,同时具有VDRbb基因型的ESR-ⅡPP基因型者,对HRT 具有更明显的治疗反应。然而Kurabayashi T等[8]对81名行
HRT治疗三年的绝经后日本妇女研究后发现,ESR-a基因多 态性与腰椎骨密度治疗反应没有明确相关,Silvestri S等[9]对
polymorphism
tures as a et
a1.Estrogen
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工作,选择相对隔离的人群,确定环境因索后,前赡性地观察各 基因型与峰值骨量的达到、骨量丢失或骨折发生率的关系,尤 其是分析易感基因与骨折风险的关系.
2.3深入骨质疏松药物遗传学的研究药物基因组学(phar—
genetic marker for bone loss,vertebral frac-
【中图分类号】Q 78,R 68 多态性;
药物遗传学,
药物基因组学
【文章编号】1672-3511(2009)05—0849—02
【文献标识码】A
随着近年国内外学者对骨质疏松症相关基因研究的开展, 对其相关基因的认识更加深入,但是其相关基因及其具体机制 尚未明确。本文回顾国内外文献,就骨质疏松症几种相关基因 的研究现状做一综述。 1候选基因研究 候选基因的研究试图通过寻找真正影响临床表现型的遗 传基因,揭示骨质疏松的遗传机制,同时为临床早期筛选骨质 疏松或骨折的高危人群提供遗传学依据,予以及早和有效的防
Med J y塑t China。丛!!!Q!!!y里!!!!!堕生!
腺素基因等、白细胞介索一1及白细胞介素一1受体拮抗基因。虽 然对骨质疏松易感基因进行了大量的研究,但是目前仍不确定 候选基因多态性是否是影响BMD并决定骨质疏松性骨折风险
的最重要因素。 2展望
2.1
Fokl polymorphisms affect calcium absorption,kinetics,and bone mineralization
Recptor-a
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ER基因突变的受体基因位
于6q24~q27,长约140 kB,由8个外显子和7个内含子构成,
其多态性由限制性内切酶PvuⅡ及XbaI定义。 1.2.2雌激素受体一n基因与骨质疏松van Meurs等认为雌 激素受体基因中单倍型PvuⅡ和XbaI限制性片断长度多态性 和TA串联可重复序列(VNTR)与绝经后妇女腰椎骨密度 (BMD)及发生椎骨骨折的危险性有关。但是由于两个多态性 位点之问存在很强的连锁不平衡,因而不能确定究竟哪个位点 起主导作用。Albagha等对长期居住于苏格兰的白人妇女的 研究发现,雌激素受体基因与骨密度关系密切,尤其是Px单倍 体基因型者。Ioannidis等对超过5 000例大样本进行Meta分 析时发现,XbaI多态性与不同部位的骨密度有关,而且XX纯 合子基因型对预防骨折起到保护作用。Albagha等[5]在对3 054名苏格兰妇女的研究中发现,ESRIpx单倍型基因与髋部骨
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[8]Kurabayashi T,Matsushita H,Kato N el;a1.Effect of vitamin
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密度值降低及加快股骨颈骨量的丢失有关。
种基因被研究,主要涉及几个方面:①调节钙平衡的激素及其 受体。②细胞因子、生长因子及其受体。③骨基质。④性激素 及其受体。目前主要集中在对维生素D受体(VDR)基因和雌 激素受体一a(ER-a)基因的研究。
1.1维生素D受体基因(Vitamin D Receptor Gen) 1.1.1维生素D受体基因结构 维生索D受体(VDR)是一
治,进而为临床治疗选择更有效的抗骨质疏松药物。迄今近百
ApaI和F破I基因多态性的关系,结果显示服药一年时TT型
组腰椎BMD增加值明显高于Tt型组;服药两年时两组BMD
增加值略有不同,但没有统计学意义.丑匣药三年后两组BMD增 值没有显著性差异。 1.2雌激素受体一a基因(Estrogen 1.2.1雌激素受体一a基因结构
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[3]Morrison NA。George PM。Vaughan T,etal.Gilchrist
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骨质疏松症是一种多基因疾病,目前有关它的致病基因及 其作用机制还不完全清楚,有待于我们今后进一步研究.研 究的目标将最终确定骨质疏松的直接病因;找到敏感的遗传标
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macogenomic)是分子药理学与分子生物学的有机结合,它应用 基因组学来对药物反应的个体差异进行研究。其研究已愈来 愈受到重视,对骨质疏松候选基因多态性与抗骨质疏松药物疗 效的研究尽管刚起步,但已显示其特殊优势。随着药物基因组
学的发展,在骨质疏松患者治疗中,可以根据药物代谢、疗效和
tamin D and
estrogen receptor gene
polymorphism with the effects
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of longterm hormone replacement therapy
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[J].J Bone metab,2004,22{241-247. [5]Albagha OM,Pettersson U,Stewart A,et a1.Association of
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Miner Metab,2004,22
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139—147.
F9]Silvestri S,Thomsen AB.Brandi ML:Estrogen
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的连锁不平衡,容易受群体影响而产生假阳性或假阴性结果。 目前有研究者采用传递不平衡法检测候选基因和候选基因组 区域,由于不受群体混杂和分层的影响,检测结果具有更高的 可信度。随着分子生物学的发展,应更加深入地开展候选基因 对骨量影响的具体机制研究。 2.2开展前瞻性研究骨质疏松是遗传与环境因素共同参与 的多因子疾病,如果不能很好地考虑、控制环境因素(如饮食钙 的摄入、运动量等)的作用,就不能正确评价候选基因与骨量变 异等的关系。因此,必须考虑基因与环境因素之间的协同作
日本妇女在雌激素替代疗法治疗中长期观察BMD与TaqI、
目前报道的与骨密度或骨质疏松相关的基因
还有很多,包括I型胶原基因、载脂蛋白E(ApoE)基因、低密度 脂强白受体相关蛋白5(LRP 5)基因、胰岛索样生长因子基因、 转化生长因子基因、雄激素受体基因、降钙素受体基因、甲状旁
万方数据
・850・
西部医学2009年5月第21卷第5期
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深入研究侯选基因对骨量影响的具体机制研究
大部分
postmenopausal
women A
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domized and controlled 943-952.
研究仅做候选基因与骨量的关联分析。但关联分析得出的仅 仅是一种相关联的现象,而不一定是基因与骨量的直接决定关
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20(6)1945-953.
[2]Palomba S,Orio F JR,Russo T,d a1.BsmI vitamin D
genotypes
receptor
influence the efficacy of antiresorptive treatments
(Hormone Raplacement
型者腰椎骨密度增高较Pp及PP基因型明显。Giguere Y等【7]
VDR基因多态性与骨量关系的研究很多,但研究结果很不一 致,且在不同人群中实验重复性差,这可能与种族、环境、生活 方式、研究样本大小等有关。 1.1.3维生察D受体基因多态性相关药物基因组学
VDR 100
D
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estrogen
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tionship between dietary calcium and bone mineral density
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治疗反应的相关基因的基因型,来指导抗骨质疏松药物的选择。
3结论
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[7]Giguere Y.Dodin S,Blanchet C
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种核内受体,其编码基因位于12q 13~14,长43 kB,由9个外
显子组成。现已发现VDR基因内有4个多态位点,这些位点
的碱基改变分别导致BsmI、ApaI、TaqI和ForkI酶切位点改
变,一般用b…a
1.1.2 Fok
t
f表示存在这4种内切酶的多态性位点,而
B、A、T、F表示缺乏这4种内切酶的变异。