abcg2基因单核苷酸多态性研究进展(1)

ABCG2ABCG2 基因单核苷酸多态性研究进展基因单核苷酸多态性研究进展(1)(1) 【摘要】 ABCG2 是一种 ATP 结合转运蛋白，在人的正 常细胞和肿瘤组织中均有表达，具有抑制消化道吸收某些 外源性物质，参与形成血脑、胎血屏障等生理功能。同时 ABCG2 也是新的药物排出泵，是肿瘤多药耐药的重要机制之 一。ABCG2 基因的单核苷酸多态性可能影响 ABCG2 蛋白的表 达与功能，与疾病的易感性及药动学等相关。ABCG2 单核苷 酸多态性的研究成为新的研究热点，本文就近年来国内外 关于 ABCG2 基因 SNP 的研究进行综述。 【关键词】 ABCG2 基因;单核苷酸多态性 AbstractABCG2proteinisoneoftheATP- bindingtransportersexpressedinhumannormalcellsandtu mortissues,ABCG2caninhibitthegastrointestinalabsorp tionofwhichcanbeexogenoussubstances,involvedinmanyp hysiologicalfunctionssuchastheformationoftheblood- brainandplacental- bloodbarrier.ABCG2isanewdrugeffluxpumpaswell.Itison ecauseofmultidrugresistance.ABCG2genesinglenucleoti depolymorphismmayaffecttheexpressionandfunctionofAB CG2protein.ABCG2geneSNPisassociatedwithdiseasesusce ptibilityandpharmacokinetics.Singlenucleotidepolymo rphismofABCG2isbecominganewhotspot.Domesticandinter nationalresearchontheABCG2geneSNPisreviewedinthispa per. Keywords:ABCG2gene;singlenucleotidepolymorphism 1998 年 Doyle 等1首先在乳腺癌细胞株 MCF-7/AdrVp 中检测到一种跨膜转运蛋白，称为乳腺癌耐药蛋白，系统 发育分析该基因为 ABC 转运蛋白超家族 G 亚家族第 2 成员， 命名为 ABCG2。ABCG2 定位于细胞膜，在正常组织中分布广 泛，主要分布于具有分泌和排泄功能的组织如胎盘合体滋 养层、小肠和结肠上皮、肝脏小管膜、胆小管膜、乳腺小 叶及血管内皮细胞中。人类 ABCG2 基因位于 4q2223，编 码 655 个氨基酸残基。ABCG2 全长 66kb，由 16 个外显子和 15 个内含子组成，外显子为 60332bp 不等。ABCG2 在人 体内承担着一定的生理功能，如维持细胞稳态、血脑屏障、 胎血屏障等，同时与疾病的易感性及药动学等相关。 单核苷酸多态是指基因组水平上由单个核苷酸变异引 起的 DNA 序列多态性，它是人类遗传变异中最常见的一种， 占所有已知多态性的 90%以上。作为“第三代 DNA 遗传标记” 的单核苷酸多态性标记具有位点丰富、具代表性、遗传稳 定性和分析自动化的等特点，是研究药物基因组学的分子 基础。研究单核苷酸多态性有助于解释个体的表型差异、 不同群体和个体对疾病，特别是对复杂疾病的易感性以及 对各种药物的耐受性和对环境因素反应的差异。单核苷酸 多态性可应用于分子遗传标记，分子标记诊断，在流行病 学调查中的高危人群筛查，以及进行患病危险程度评价。 近年来，一些研究资料显示，ABCG2 基因单核苷酸多态 性可能与 ABCG2 的表达水平和功能有着不可忽视的作用， 此外 ABCG2 基因单核苷酸多态性与耐药性也有着重大关联。 因此，ABCG2 基因的单核苷酸多态性的研究引起了研究者的 极大关注，本文从 ABCG2 基因单核苷酸多态性的分布、对 蛋白表达和功能的影响以及与肿瘤等疾病相关性的研究进 展进行综述。 1ABCG2 基因的 SNPs 及其分布 目前已发现 ABCG2 基因有 40 多个 SNPs，其中最为常见 的 3 个 ABCG2 基因 SNPs 分别是 C421A、G34A 以及 C376T。C421A 是由 ABCG2 第 5 个外显子的 421 位点碱基改 变引起的，这个 SNP 导致其编码的多肽 141 位谷氨酰胺变 为赖氨酸;G34A 位于 ABCG2 基因第 2 外显子上，引起 12 位 的缬氨酸变为甲硫氨酸，野生型和变异型氨基酸均不带电 荷，呈疏水性，位于 ABCG2N 端细胞内区域;ABCG2 基因里的 另一个单核苷酸多态是 C376T，造成终止密码子代替 126 位 的谷氨酰胺。表 1 为已报道的 ABCG2 基因编码区 SNPs。表 1ABCG2 基因编码区单核苷酸多态研究者们已经对东亚人群、 高加索人群以及非洲人群的 ABCG2SNPs 做了相关的研究， 发现 ABCG2SNPs 的分布在不同人群中有显著的差异。C421A 在所检测的人群中均可检测得到，A 等位基因的发生频率在 中国人群中高达%，日本人群为%，高加索人群为%， 非洲人群中最为罕见，只有 09%53%;G34A 多态性也分 布于多种人群中，在瑞典人群中发生率仅为%，而在越南人 群中发生率高达%，ABCG2 基因的另一常见 SNP，仅在东亚 人群可检测发现，发生频率为%。 2ABCG2 基因 SNPs 对 ABCG2 蛋白表达及功能的影响 多项研究报道 ABCG2 基因单核苷酸多态性影响 ABCG2 蛋白的表达水平。Imai 等10对 124 名日本健康志愿者的 血样作 DNA 分析，显示 C421A 导致 ABCG2 表达水平下降; Furukawa 等11用野生型和 C421A 重组 Flp-In-293 细胞研 究 ABCG2 表达水平，结果显示 C421A 表达水平约为野生型 的 50%，但是 mRNA 水平相同;Kobayashi 等8也得出了相 似的结果，并进一步证实 ABCG2 蛋白水平的差异由转录后 调节而非 ABCG2mRNA 水平变化所引起。Poonkuzhali 等12 研究发现，具有 G34A 单核苷酸多态性的西班牙人 ABCG2mRNA 的水平明显降低。Tamura 等13在研究中创建 了 7 个 ABCG2SNPs 重组 Flp-in-293 细胞，其中 F208S、S441N 的表达水平下降最为明显;Poonkuzhali 等 12对 ABCG2 启动子和内含子 1 单核苷酸多态性进行研究， 结果显示 15622CT 携带者 ABCG2 表达水平较低， 12283TC、16702CT 与肝脏 ABCG2 高表达相关，1143GA 与小肠的低表达相关，15994CT 启动子 SNP 显著提高 BCRP 的表达水平。ABCG2 基因 C376TSNP 虽然发生频率较低,但由 于 376T 等位基因不表达 ABCG2，因此 C376T 对 ABCG2 功能 有重要影响。 ABCG2 单核苷酸多态性还可能与 ABCG2 蛋白的转运活性、 膜定位、底物活性等功能有关。Kondo 等14用含有 7 个 SNPs 和野生型的 cDNA 质粒转染 LLC-PK1 细胞，发现 S441N 对 ABCG2 蛋白的膜定位有影响，S441N 表现为 ABCG2 定位于 细胞内，其余六个 SNPs 及野生型 ABCG2 均 定位于顶膜。用重组腺病毒感染 HEK293 细胞确定 ABCG2 表达水平和转运活性，发现这 7 个 SNPs 对脱氢表雄 酮、甲氨蝶呤、多环芳烃等转运活性与野生无异;Tamura 等 13研究证明 F208S、S441N 可能会影响蛋白的稳定性，并 且 F208S、S248P、F431L、S441N、F489L 多态对 SN-38、二 羟蒽二酮、阿霉素、柔红霉素和依托泊苷的转运活性明显 低于野生型;Lee 等3在韩国人群 ABCG2 基因多态研究中发 现，携带 P269S 多态者与