硒蛋白P基因多态性研究进展
时间：2022-06-04 10:00:03 浏览次数：次
摘 要：硒蛋白P （selenoprotein P，Seppl）为双功能蛋白，硒蛋白家族主要成员之一，主要由肝脏合成后分泌到外周血中，进而运输硒到非肝脏组织供其利用，用以合成其他硒蛋白；同时Seppl还具有抗氧化酶的活性，在保护机体免受氧化损伤中起着重要作用。研究发现Seppl基因多态性与Seppl的存在形式、功能的发挥及与疾病的患病风险密切相关，因此，深入理解Seppl基因多态性与疾病发生发展及预后的关系，将对疾病（如肿瘤）的一期预防和早期诊断起着重要作用。
关键词：硒蛋白P：基因多态性：遗传易感性：肿瘤
中图分类号：Q51； Q71；R394.3
文献标识码：A
文章编号：1007-7847（2014）05-0441-04
硒蛋白家族共有25种蛋白，而Seppl是硒蛋门家族中非常重要的成员之一，最初在小鼠血浆中发现，占血浆总硒含量的60%，主要由肝脏合成分泌入血，在转运硒到非肝脏组织的同时还具有抗氧化酶的活性，在保护机体免受氧化损伤、运输硒到非肝脏组织、维持血浆硒含量稳定等方面具有重要作用。基因敲除硒蛋白P的小鼠中发现神经元细胞退化导致癫痫和共济失调、非肝脏组织硒蛋白表达量降低和雄性小鼠不育。其基凶变异将影响功能发挥，抗氧化能力和转运硒原子的能力降低，进而影响其它硒蛋白的合成，机体整体的抗氧化能力将会降低，而许多研究也表明，Seppl基因多态性与Seppl的存在形式、功能的发挥及与疾病的患病风险密切相关，近年来发现，Seppl在多种疾病的发生发展中起着重要作用。1
硒蛋白P1.1 硒蛋白P的基因结构
人类硒蛋白P基因（Seppl）位于染色体基因组5q31，全长12 kb，由5个外显子组成，起始密码子ATG和编码第一个硒代半胱氨酸的TGA位于第2个外显子上，第5外显子长1 400 bp，含有9个编码硒代半胱氨酸的TGA。Seppl的mRNA的3’非编码区（3’UTR）含有两个硒代半胱氨酸插入序列（SECIS）元件，并具有不同的生物学应.SECIS 1指导UCA解码为硒代半胱氨酸（Sec）的效率足SECIS 2的3倍，但仅指导C端片段上的9个Sec的掺入，基因敲出SECIS1后发现Seppl的产物终止于第一个或者第二个Sec，SE-CIS2指导第一个Sec的掺入，可能为后续硒代半胱氨酸的插入做准备工作。
1.2 硒蛋白P的结构
Sepp1含有两个结构域，为双功能蛋白，由两个大小小同的片段构成，大片段含有244个氨基酸残基，仅含的一个Sec残基位于UxxC，氧化还原模体中（U为硒代半胱氨酸，x为任意氨基酸，C为半胱氨酸），具有抗氧化酶的活性；小片段含有122个氨基酸残基，从第245位残基到C-末端，含有9个硒代半胱氨酸残基，具有运送硒供外周组织利用的功能。此外发现，人血浆中含有两种形式的Seppl.分别为51 kD和61 kD。
1.3 硒蛋白P的生理功能
l.3.1 转运和储存硒
Motsenbocker根据大鼠注射75Se的亚硒酸盐及75Se标记的Seppl后75Se的分布情况推测，Seppl在肝脏合成并将硒转运到非肝脏组织中。随后基因敲除Seppl的小鼠模型的建立确认了Seppl具有转运硒的功能。在基因敲除Seppl的小鼠模型中尿硒含量增加，随之血硒含量降低，说明硒蛋白P在硒代谢中具有重要作用。
1.3.2
抗氧化
Saito等从人血浆里分离出Seppl后发现Seppl可以清除磷脂氢过氧化物从而确定Seppl具有抗氧化酶的活性，在保护机体免受氧化损伤中起着重要的作用。Xiao等发现在人类角质细胞中Seppl具有抵抗4-CIBQ诱导的氧化损伤作用。Eckers等研究发现，Seppl可以保护细胞免受辐射诱导产生的活性氧对细胞的损伤作用。
1.3.3 参与精子的成熟和发育
存硒缺乏时睾丸是继大脑之后的第二个优先利用硒的器官.基因敲除Sepp1的雄性小鼠不能产生正常的精子和不育，Sepp1（一/一）的雄性成熟的小鼠将产生鞭毛结构缺陷的精子。此外，Seppl对于睾丸组织中硒含量的稳定非常重要，Seppl运输硒到精子供其它硒蛋白的合成，如谷胱甘肽磷脂过氧化物酶（PHGSH-Px），PHGSH -Px是精子成熟的主要蛋白，参与构成线粒体内膜和保护精子免受氧化损伤。
1.4 硒蛋白P的生理代谢
Seppl主要由肝脏合成，肾脏和心脏也合成少量的Seppl，然后分泌入血，占血浆中总矾含量60%（大鼠）或40%（人），进入外周组织后C端片段分泌硒被组织细胞摄取，此外，大脑和睾丸具有优先利用Seppl的特权，通过载脂蛋白E受体2 （apoiipoprotein receplor 2，ApoER2）被大脑和睾丸组织细胞摄取利用.大脑在利用Seppl提供的硒重新合成Seppl并分泌到脑脊液中，具有火脑硒储存池的作用，在肾脏通过lipoprotein megalin receptor （Lrp2）摄取原尿中Sepp1分泌的硒，进而调节机体硒含量，N端片段与细胞膜具有较强的亲和力，释放了硒的SeppI结合到细胞膜上发挥抗氧化的作用。
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硒蛋白P基因多态性
人类Seppl基冈单核苷酸多态性位点现已发现10 000多个，研究发现这些多态性位点有些与硒蛋白P的存在形式、功能的发挥及与疾病的患病风险密切相关，其中 rs3877899和rs7579位点研究的最多。这两个多态性位点分布频率在高加索人、中国人及南亚人群中基本相同，AA基因型均是低频基因型。rs3877899多态性位点位于编码区，导致Sepp1第234位氨基酸由丙氨酸（Ala）变为苏氨酸（Thr），也许影响Seppl的翻译后修饰.进而影响其含量；rs7579位于3"UTR，25191位点，该位点的基因变异可以影响Sepp1合成过程中硒代半胱氨酸的插入。研究发现Seppl rs3877899多态性位点和rs7579多态性位点与Seppl的存在形式相关，Meplan等研究发现Seppl rs3877899多态性位点，Seppl 61 kD型在GC基因型中比在GA基因型中多；rs7579多态性位点.GG基因型比GA和AA基因型的61 kD形式硒蛋白含量低。Penney等研究发现在前列腺癌患者肿瘤组织中，Sepp1的mRNA水平与rs230820相关，AA纯合子比CC纯合子的mRNA量高3.6%。
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硒蛋白P基因多态性与肿瘤
3.1
硒蛋白P基因多态性与乳腺癌
乳腺癌是女性患病率最高的肿瘤，严重威胁女性健康，而Seppl的基因多态性被认为与乳腺癌的发病相关。Meplan等以丹麦975例乳腺癌患者和975例对照组作为研究对象进行Seppl基因多态性与乳腺癌遗传易感性关联分析。结果发现，Seppl rs3877899多态性位点AA纯合子的乳腺癌的发病率更低，进一步研究发现，rs3877899位点仅与导管性乳腺癌的遗传易感性相关，与非导管性乳腺癌不相关；rs7579位点与乳腺癌的遗传易感性不相关。
3.2 硒蛋白P基因多态性与前列腺癌
对于前列腺癌，Seppl基因多态性与其遗传易感性研究结果缺乏一致性，Steinbrecher等发现在欧洲人群中Seppl rs7579多态性位点AA纯合子相比于GG纯合子前列腺癌的发病风险的OR值为1.72，rs3877899位点与前列腺癌的患病风险小具有相关性。Penney等对美国1 352例前列腺癌患者和l382例对照者进行SNP分型分析发现，Seppl rsl1959466位点T等位基因可以升高前列腺癌的患病风险（OR值为1.31；95%可信区间为1.02～1.69；P值为0.03），rs13168440多态性位点CC基因刑具有更低的患病风险（OR=0.56， 95%可信区间为0.33—0.96），rs12517112位点和rs230820位点与前列腺癌的患病风险不具有相关行，这4个SNP位点与前列腺癌的预后不具有相关性。Gevbels等对1 309例欧洲前列腺痈患者和l266例对照进行Seppl的6个SNP位点进行关联性分析，发现在有局部或远处转移的前列腺癌患者中，rs3797310和rs3877899多态性位点与前列腺癌的遗传易感性相关，在未转移的前列腺痛中不具有相关性，在有局部或远处转移的前列腺癌患者中，rs3797310多态性位点TT等位基因是CC等位基因患前列腺癌的1.68倍，rS3877899多态性位点AA等位基因是GG等位基因患前列腺癌的0.33倍，但经过多因素logistic：回归分析，校正了体重指数（BMl）、患病年龄等影响因素后发现rs3797310和rs3877899多态性位点与前列腺癌的遗传易感性不具有相关性。rs7579多态性位点等其他4个多态性位点不与前列腺癌的发病风险相关， Geybels等分析的这6个Seppl多态性位点与前列腺癌的预后亦无相关性。
3.3 硒蛋白P基因多态性与结直肠癌
Meplan等发现在捷克共和国人群中，Sepplrs7579 AA纯合子相比于GG纯合子结直肠癌的发病风险的OR值为1.67，但rs3877899、rs12055266、rs3797310和rs2972994多态性位点与结直肠癌不具有相关性。Peters等收集772例晚期左侧结直肠腺癌和777例对照者的标本，发现在Sepplrs2972994多态性位点TT纯合子相比于CC纯合子，可以降低晚期左侧结直肠腺癌的发病风险.其OR值为0.85 （95% CI 0.63—1.15）； rs3797310位点AA纯合子相比于GG纯合子可以升高晚期左侧结直肠腺癌的发病风险，其OR值为l.53（95% CI 1.05—2.12）； rs12055266位点GG 纯合子相比于AA纯合子，可以升高晚期左侧结直肠腺癌的发病风险，其OR值为1.48（95% CI 1.00～2.19）； rs3877899位点和rs6413428位点与晚期左侧结直肠腺癌的发病风险不具有相关性。
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硒蛋白P基困多态性与慢性肾病
Hishida等收集了568例日本慢性肾病患者和2 717例对照者，进行Seppl rs7579、rs12055266、rs3797310和rs2972994位点多态性与慢性肾病的遗传易感性的关联性研究，发现这些多态性位点不会影响慢性肾病的发病风险。
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硒蛋白P基因多态性与大骨节病
大骨节病（kashin-beck disease，KBD）主要分布于我国北部山区、西伯利亚尔部和朝鲜北部，因在我国本病病区分布与低硒十壤地带大体上一致，病人体内可查出与低硒相联系的一系列代谢变化，病区人群头发硒水平上升时，病情下降，补硒后能降低大骨节病的新发率等间接证据，怀疑大骨节病与缺硒有关，而Seppl在体内运输硒到各个组织中起着重要作用，Seppl基因变异可能影响大骨节病的患病风险，但Xiong等和Sun等分别研究发现在中国人群中rs7579位点与大骨节病（KBD）患病风险不具有相关性。
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硒蛋白P的基因变异与其他硒蛋白的相互作用
研究发现，Seppl可以与其他矾蛋白和疾病影响因素一起影响疾病的发生发展，Cooper等研究发现男性人群中SOD2 Val （16）Ala多态性与前列腺癌的患病风险相关，Ala纯合子可以升高前列腺的发病风险，OR值为1.19，但Seppl rs3877899位点GG基因型联合SOD2-Ala16+纯合子可以进一步升高前列腺癌的发病风险，OR值为1.43；男性吸烟人群中，SOD2-Ala16+纯合子并Seppl rs3877899多态性位点GG基因型联合吸烟导致前列腺癌发病风险更高，OR值为1.97。Penney等研究发现吸烟联合rsl1959466位点T等位基因，肥胖联合rs13168440位点TT基因型可以进一步升高前列腺癌的死亡率。说明硒蛋白基因变异具有累加效应，在吸烟或者肥胖患者中，机体产生更多的活性氧，而有些基因型可以更高效地清除氢过氧化物，而凸显优势基因型的优势，优势比进一步扩大。
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展望
日前.对Seppl基因多态性与疾病相关性的研究性分析中，尽管结果并不一致，但人们已经意识到该基因的变异将在疾病的发生发展中起着重要作用。但其基因变异对疾病的患病风险的影响的研究，大多停留在单个基因的流行病学的水平，故应结合已有研究的基础，进行Seppl基因多态性与非遗传因素（如饮食方式、有无吸烟及居住地区空气污染严重程度等）的交互作用分析及Seppl基因多态性与其他基因（抗氧化酶基因、DNA修复基因及代谢酶基因等）多态性位点的联合分析。此外，因不同地区人群其遗传背景不同，故应对已有的关联性研究结果在不同人群中做进一步验证，同时还需要加强从分子机制水平进行深入研究，揭示其遗传变异对疾病的影响的具体机制，这将在指导疾病的一期预防和个体化诊疗中具有重要意义。此外，Seppl对于机体非常重要，但Seppl功能的具体机制有些不是很清楚，如Seppl转运的硒如何进入脑组织，其双功能是如何具体实现的均需要进一步深入研究。