P选择素基因多态性及在冠心病中的作用
P选择素基因多态性及在冠心病中的作用
【摘要】P选择素作为血小板活化的最直接的标志和炎症反应的重要介质, 参与了冠心病的发生、发展过程，并在冠心病的诊断、病情观察、疗效评价、预后估计都有重要作用。P选择素基因多态性目前成为国内外研究的热点，且P选择素表达水平的变化受到基因调控及细胞因子的影响。本文对P选择素基因多态性及其在冠心病中的作用加以综述，而P选择素有望成为冠心病防治的新靶点。
【关键词】P选择素；基因多态性；冠心病；血小板
冠心病由冠状动脉粥样硬化所引起, 动脉粥样硬化则以许多有害的代谢因子刺激所引发的慢性炎症过程为特征。P选择素( P-selectin)作为血小板活化的标志及炎症反应的介质, 在冠心病中扮演了举足轻重的角。本文结合文献, 对P选择素基因多态性以及在冠心病中的研究进展加以综述。
1. P选择素结构
P选择素又名GMP-140、CD62P、PADGEM，是黏附分子选择素家族的重要成员，是一种富含半胱氨酸、高度糖化的整合蛋白分子骨架, 由一条多肽链构成。其合成并储存于内皮细胞内分泌型Weibe1-Palade 颗粒和血小板α颗粒内。当血小板被活化伸出伪足时, 细胞骨架发生重组, 产生血小板膜糖蛋白改变, 其中α颗粒膜与质膜融合, 使P选择素暴露于血小板质膜表面, 成为血小板活化的重要标志[1]。它的编码基因定位于人类染体lq21-24，含有17个外显子和16个内含子，含有789个氨基酸残基,相对分子质量为140000u[2]。与其它的黏附分子一样，P选择素的结构共分为5个区域，具体为NH2-> SIG-> LECTIN-> EGF-> CR1-> CR2-> CR3-> CR4->CR5-> CR6-> CR7-> CR8-> CR9-> TM-> CTYO-> COOH, 一个钙依赖性植物素区( LECTIN) 、一个表皮生长样因子区( EGF)及9个重复的补体调节蛋白序列区( CR1~ 9 )、一个跨膜区( TM)、一个短的胞浆尾区( CTYO)。其中LECTIN区和EGF区直接参与介导细胞黏附及与配体结合的特异性; CR1~9区主要起到稳定补体, 介导受体解聚等辅助作用[3,4]。
2. P选择素的配体及其生物作用
P选择素病理生理效应发挥依赖于其与配体的有机结合和相互作用。P选择素的配体主要是唾液酸化的Lewisx 抗原（sLex）以及高亲和力的P选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1或CD162),
它们主要存在于白细胞的表面, 也有少数存在于肿瘤细胞上, 两者的结合是Ca2+依赖性的, 主要介导白细胞与活化血小板、内皮细胞的黏附反应。PSGL-1是一种高度唾液酸化
的跨膜黏蛋白，为一种二硫键结合的黏蛋白，相对分子质量为220000，是P选择素的主要配体，表达于血液中所有的中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞[5]。PSGL-1 是P-选择素参与血小板活化的重要配基，也是中性粒细胞及淋巴细胞等活化与黏附过程中的重要因子，可通过细胞骨架变化，增强其与P-选择素的结合黏附作用。这些作用对细胞滚动黏附，以及血流中白细胞趋集到血管内皮表面尤为重要[6]。
基因多态性P选择素具有多种功能: ①在生理情况下, P选择素介导的细胞黏附是机体正常防御、生理止血得以存在和维持的重要基础; ②在血栓形成过程中, P选择素起着始动作用, 单核细
胞黏附于缺损处的血小板, 促使纤维沉积; ③在炎症反应中, 受伤的内皮内膜下表达P选择素, 与循环中的白细胞捆绑、结合, 抵抗高的血流切应力, 促进白细胞释放组织因子和炎症因子, 有利于其它黏附分子的共同作用, 使细胞间的黏附由可逆转为不可逆[7-9]。因此, 在血栓形成、炎症反应中，P选择素介导的白细胞与血小板、内皮细胞的黏附作用起着重要作用。
3. P选择素基因多态性
以P选择素基因（SELP）为背景的研究已成为国内外关注的热点，尤其是SELP的多态性以及由其所组成的单倍体型与sPs(soluble P-selectin)水平之间关系的研究。目前已知，P选择素基因存在着13个位点的多态性，这包括了5个位于5’侧翼区和8个位于外显子的单核苷酸的变化；其可对P选择素蛋白的氨基酸组成带来五种多态性的变化（Val168Met, Ser290Asn, Asn562Asp, Leu599Val 和Thr715Pro）[10,11]。对SELP单核苷酸多态性（SNPs）与sPs相关性的研究涉及到的位点大多集中在外显子区域和启动子区域。已发现可能影响循环sPs水平的多态性变化包括了编码区的Ser290Asn、Asn562Asp、Leu599Val、Thr715Pro和启动子区域的C2123G、A1969G等[12-16]。目前仅有Thr715Pro与sPs相关的结果得到了较为一致的认识，715Pro携带者具有相对低的sPs水平。但其与发生心血管疾病危险性之间的关系并未得到一致的研究结论。值得提出的是，Thr715Pro多态性在不同民族中出现的频率差异较大，高加索人中715Pro出现率可达11%，南亚人为3%，而在阿拉伯人、黑人以及中国人中则比例更低甚至未检出[14,17-20]。由此可以想象，其他多态性位点在不同人中的分布亦存在着差异性。这些研究对象组成的不同可能也是造成目前相关研究结果不一致的原因之一。
目前，除了进行单个核苷酸位点多态性相关研究外，科学家们也同样尝试从由这些SNPs组
成的单倍体型的不同来研究它们与sPs以及与发生相关疾病危险性之间的关系[21-23]。2007年，Volcik[23]等报道了高加索人中290Asn-Asn562-599Val-715Pro 单倍体型携带者具有高的冠心病事件发生的危险。2008年，Ay11[21]等也报道了高加索人中Ser290-Asn562-715Pro 单倍体携带者有着较低sPs水平，而290Asn-562Asp-Thr715单倍体携带者有着较高的sPs水平，并伴随有高的静脉血栓栓塞（VTE）发生的危险性。以上这些结果初步证实了SELP基因与sPs水平以及冠心病或其症状发生危险性之间存在着一定的关系。
4. P选择素基因的调控
P选择素表达调控区集中在P选择素基因的5侧区的-309和13之间。P选择素的调控由顺
式元件和其相应的转录因子协同完成, 负责P选择素基础水平表达、在细胞因子作用下迅速诱导或抑制细胞P选择素的表达。在P选择素基因5侧区存在3个正性基因调节区。第一个正性基因调节区的-230和-219之间的区域(CTTCCATGGAAG)，是两个前后排列的ETS样结构，为转录因子ETS-1或GABP的结合位点，-216(CACCC) 是一潜在转录因子结合位点，-217和-207之间的区域(GGGGTGACCCC)是NF-κB/rel位点, 是NF-κB/rel家族和锌指蛋白家族如MBP-1、MBP-2 结合位点。第二个正性基因调节区的-158(TTATCA)是GATA识别元件, 为锌
指转录因子GATA 蛋白家族的结合位点。第三个正性基因调节区的-104(TAGGAAG) 是一个潜在的ETS结合元件, -117(TCTGGAATGTG)是一个GT-ⅡC 识别元件[24-26]; 另外, 在
-759(AGATAG)及-137(GGGAAGG)处分别存在GATA识别元件及ETS样结构。Pan[27]等指出P 选择素的5’侧区除上述调节元件外, 还存在STAT样(-413和-403之间、-129和-91之间)结合元件、HOX(位于-413和-403之间的部分与远侧STAT结合元件相邻、位于-325和-307之间的部分则与远侧ETS结合元件相邻)元件、4bpA/T(-129和-91之间与近侧ETS结合元件相邻)识别序列,分别是相应蛋白的连接位点[28-30]。目前人5’基因中ETS结合元件的功能尚不知。另外κB 元件与NF-κB蛋白结合是细胞最佳表达基础P选择素所必需的[31-33]; GATA识别元件与GATA-2的结合, 是P选择素基因发挥最佳转录效果所必需的；GT-ⅡC识别元件可在佛波酯的作用下激活Ps基因的转录[34]；而STAT样结合元件可能在IL-4, OSM 等细胞因子诱导细胞表达P选择素中发挥重要作用[35]。
5. 细胞因子对P选择素的影响
多个细胞因子对内皮细胞、血小板等细胞P选择素表达有上调作用。TNF-α对细胞P 选择素表达的影响具有种属特异性, 它可促进小鼠而不是灵长目内皮细胞P选择素的表达[36]。目前
TNF-α对小鼠P选择素表达的作用机制已清楚, 负责TNF-α反应的调控元件位于P 选择素基因启动子的-593和-474、-229和-13之间, 由两个顺向排列的κB元件、一个反向排列的κB元件及一个可变的ATF/CRE元件组成。NF-κB的P50/P65异二聚体、P65/P65同二聚体与顺向排列的P选择素的κB位点结合, 反向排列的κB位点优先与P65/P65同二聚体结合, 而包括ATF-2在内的核蛋白与ATF/CRE位点结合。TNF-α主要通过转录因子NF-κB来调节P 选择素的表达。静息状态下, TNF-α结合蛋白以无活性的胞质形式存在, 称ⅠκB, 当细胞受到TNF-α刺激时, 胞浆中的ⅠκB被磷酸化, 继而被降解成有活性的P50/P65, P65/P65 异、同二聚体, 上述二聚体进入胞核内与P选择素基因中的κB位点结合, 参与P选择素基因转录激活过程, 诱导细胞增强表达P选择素。另一方面, TNF-α还可激活JNK和p38MAP激酶, 使后两者易位至核内, 分别使底物ATF-2 及c-Jun磷酸化。ATF-2是ATF/CRE转录因子连接蛋白家族成员, 而c-Jun是转录因子AP-1家族成员,ATF-2和c-Jun可形成同或异二聚体, 激活P选择素转录[37,38]。IL-4可在不存在任何其他调节因子下提高P选择素mRNA的表达, 而OSM在低浓度TNF-α存在下可有选择地提高P选择素mRNA 的表达。在HUVEC(人脐静脉内皮细胞) , IL-4通过加速P选择素mRNA的转录而提高P选择素mRNA的稳态水平[39]。两者与细胞上相应
受体结合后, 受到细胞因子刺激的受体分别激活酪氨酸蛋白激酶JAK1, JAK3 及JAK1,
JAK2, TYK2, 前两者可使胞浆中潜在的转录因子IL-4 STAT/STAT6发生磷酸化, 而后三者可使与OSM 相关的STAT1,STAT3磷酸化, 被磷酸化的STAT进入细胞核中与P选择素基因中的反应序列结合, 其中IL-4与基因中以6bp为核心的TTAA结构结合, 而OSM与以4bp为核心的TTAA结构结合, 增强细胞表达P选择素。另外, STAT6与P选择素启动子中的位点1(核苷酸nt-142)结合, IL-4对P选择素的诱导作用最强; 而它与位点2结合（nt-229),IL-4的诱导作用只有前者的40%[40]。
6. P选择素基因多态性与冠心病的关系
P选择素是迄今已知反映血小板活化和释放最特异的标志物, 在血栓栓塞事件中起中心环节作用。它不仅反映血小板活化程度及功能状态, 还介导血小板与中性粒细胞的黏附功能, 参与血栓形成, 加强并机化血栓, 加重缺血后再灌注损伤。故P选择素在冠心病动脉粥样硬化进程和冠脉支架术后血栓形成和再狭窄过程中起关键性作用[41,42]。Herrmann[43]等研究证实, P选择素是有高度多态性的基因, 存在13个位点多态性，其中2123C/G、1969G/A、Thr715Pro、Ser290Asn、Asn562AsP基因多态性与冠心病的相关性国外已有报道。Barbaux[44]等分析了冠心病组和健康对照组的P选择素2123C/G、1969G/A、Thr715Pro位点, 发现其位点均与
血清可溶性P选择素水平相关; 并提出P 等位基因降低血栓形成的作用大于动脉粥样硬化的形成作用, 从而实现对冠心病的保护作用, 而启动子2123C/G、1969G/A位点基因多态性对可溶性P选择素的影响较弱。Carter[45]等报道Thr715Pro基因多态性与血清P选择素水平明显相关, 且可通过吸烟调节; 但启动子2123C/G、1969G/A、1817T/C位点基因多态性与P选择素水平无关。目前, 国内对P选择素基因多态性与冠心病关系的研究较少。明凯华[19]等检测了200 例湖北地区汉族人健康者的P选择素2123C/G、1969G/A、1817T/C、Thr715Pro 基因型及其基因型频率与等位基因频率, 发现其人存在启动子2123C/G、1969G/A、1817T/C多态性, 基因型分别以GG、GG、TT为主。其多态性在同种族男女间无统计学差异, 不存在Thr715Pro多态性; 此与国外报道不同[45], 可能是种族和地域差别所致。

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