分裂症论文精神分裂症患者与过氧化氢酶（Catalase）基因多态性

1、分裂症论文|精神分裂症患者与过氧化氢酶（Catalase）基因多态性    作者：赵昌烈，李光哲，崔成虎，许妍姬    作者单位：1.延边脑科医院 精神科，吉林 延吉 133000；2.延边大学医学院卫生学教研室b【摘要】/b  目的：探讨过氧化氢酶（Catalase）基因多态性与精神分裂症的相关性。方法：采用Amp-RFLP(amplication-restriction fregment lengh polymorphis)方法对精神分裂症患者和对照组的过氧化氢酶基因相关性进行了研究。结果：167例精神分裂症患

2、者与155例对照组之间过氧化氢酶基因型频率和等位基因频率无统计学意义，76例女性精神分裂症患者与60例对照组之间过氧化氢酶基因型频率（x2=11.096,df=2,P=0.004）有显著性差异。结论：过氧化氢酶多态性与精神分裂症的遗传学并不存在关联性，但是研究表明过氧化氢酶基因型频率与女性精神分裂症患者有显著性差异。b【关键词】/b  精神分裂症；过氧化氢酶（Catalase）；基因多态性The Association between Schizophrenics and Catalase Gene Polymorphism     

3、ZHAO Chang-lie1, LI Guang-zhe1, CUI Cheng-hu1, XU Yan-ji2     (1. Department of Psychiatry, Yanbian brain hospital, Jilin 133000, China; 2.Department of Hygiene,     Yanbian university medical college)     【Abstract】  Objective：To

4、 explore the association between schizophrenics and catalase gene polymorphism. There is increasing evidence that free radial-mediated CNS neuronal dysfunction is involved in the pathophysiology of schizophrenia. This study was performed to examine the relationship between antioxidant defense system

5、 and schizophrenia by analyzing polymorphism of catalase gene, an antioxidant enzyme. Methods:Genotype and allele frequencies in the promoter region in the catalase gene using restriction fragment length polymorphism were studied, comparing 155 controls with 167 schizophrenics.Results: No difference

6、 was found between the schizophrenics and the controls in genotype and allele frequencies of Hinf1 polymorphism in the catalase gene. Significant difference was found between the female schizophrenics and the female controls in the genotype distribution（x2=11.096,df=2,P=0.004）.Conclusions: The resul

7、ts do not support an association between polymorphism of catalase gene and schizophrenia. However, this study suggests that Hinf1 polymorphism in the catalase gene could be associated with female schizophrenics.     【Key words】Schizophrenia; Free radical; Catalase; Polymorphism;

8、Association     精神分裂症是一种常见的精神疾病，多起于青壮年，人群中的发病率为0.5%1%。临床特征有幻觉、妄想、思维障碍、孤僻及社会功能减退等。虽然目前该病病因不明，但较多的双生子、寄养子和家系研究都表明遗传因素在疾病的发生、发展中占有重要的作用1。精神分裂症发病机制未明，采用分子遗传学方法，探索精神分裂症的病因是国际上的一个重要研究方向2。     最近由于分子生物医学的发展，对精神分裂症的候选基因研究也非常活跃，1996年Mahadik和Mukherjee表明自由基（free radical）

9、引起的中枢神经系统异常可能与精神分裂症的病理生理有关3，4，所谓自由基是指氧原子或带有电子的活性氧分子，包括超氧化物【superoxide(O2-)】，羟基离子【hydroxyl ion(OH-)】,过氧化氢【hydrogen peroxide(H2O2)】，一氧化氮【nitric oxide(NO)】等物质，这些物质的过度生成或抗氧化系统（antioxidant defense system）存在异常时，细胞膜的磷脂（phospholipid）发生预氧化（peroxidation）导致细胞损伤5。     人体内存在超氧化物歧化酶【superoxide

10、 dismutase(SOD)】，谷胱甘肽过氧化酶【glutathione peroxidase(GSHPx)】，过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶（antioxidant enzymes），这些酶抑制自由基的连锁反应。超氧化物把氧离子O2-转换为过氧化氢H2O2后，再由过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽酶GSHPx分化为水H2O和氧O2。常人脑组织内过氧化氢和谷胱甘肽酶比其它组织减少同时超氧化歧化酶增多，对自由基敏感的多不饱和脂肪酸【polyunsaturated fatty aceds(PUFAs)】的量比其他组织多，这些原因导致脑组织的细胞毒性对自由基很脆弱。    &

11、#160;精神分裂症患者的脑组织中多不饱和脂肪酸和磷脂（phospholipid）量减少，这可能是由于自由基引起的脂类过氧化反应（lipid peroxidation）的增加所致6。精神分裂症患者的抗氧化酶与常人不同，并在精神分裂症的不同亚型、治疗、病程中抗氧化酶的含量都有差异7，8。这些结果提示自由基引起的脑神经损伤对精神分裂症的发病与病程有重要的作用。     精神分裂症抗氧化酶的研究大部分是对血浓度、活性度、与自由基引起的代谢产物的浓度等的研究，对他们基因型的研究并不多。本研究通过对11号染色体的P13部位的过氧化氢酶基因多态性分析来探索过氧化氢酶

12、多态性与精神分裂症的遗传学关联性及抗氧化酶与精神分裂症的关系，可为后续的分子遗传学研究提供基础资料。b    1  资料与方法/b     1.1  研究对象  患者组：选择2002年1月至9月住院于延边脑科医院和延边社会精神病院，以国际疾病分类ICD-10诊断标准诊断为精神分裂症的患者共167例, 其中男患者91例，女患者76例。     健康对照组：在职于延边脑科医院的工作人员共155例，其中男95例，女60例。查询确定无精神病家族

13、史，亦无亲缘关系。     1.2  研究方法     1.2.1  DNA抽提  抽取研究对象外周静脉血3 ml，置于EDTA试管以抗凝，之后保存于-20 冰箱。采用DNA抽取试剂盒（Roche, Manheim,Germany）来抽取DNA，保存于-20 冰箱，作为PCR模板。     1.2.2  DNA扩增  在过氧化氢酶启动子区的基因列当中，设计出可被Hinf1内切酶

14、所切的PCR引物，其引物序列是：     Hinf1  Sense primer:5"-AATCAGAAGGCAGTCCTCC-3"     Hinf1  Antisense primer:5"-TCGGGGAGCACAGAGTGTAC-3"     PCR检测：经反复预试验，在DNA 0.1 μg，10x PCR缓冲液（pH 8.3，100 mM Tris-HCl，500 mM K

15、Cl 15 mM MgCl2）3 μl，加25 mM dNTP lμl，10 pmol引物1 μl，Tap DNA聚合酶（Biotool,USA）0.2 μl(5 U/μl),加无菌双蒸水22.8 μl至最终体积为30 μl。在德国产Master cycler gradient PCR仪(Eppendorf, Germany)进行扩增。循环参数是：94 变性30 s，60 退火30 s，72 延伸72 30 s, 35个循环，最后72 延伸5 min。经PCR扩增后产生的DNA长度为250 bp。

16、在含溴乙锭的2%琼脂糖凝胶上进行电泳，电泳结束后在紫外灯下确认其大小为250 bp。     1.2.3  DNA酶切分析  采用Hinf1来酶切，在扩增的DNA产物5 ul，加2 unit hinf1酶（New England Biolabs，USA），酶缓冲液2 μl，加二次蒸馏水12.8 μl至最终体积为20 μl。在37 水浴条件下酶切12小时，酶切后产物用含溴乙锭的2.0%琼脂糖凝胶上进行电泳，电泳结束后在紫外灯下观察DNA条带的位置，电泳结果进行分析。 

17、;    对编入实验的患者组和对照组DNA样本进行重复扩增和酶切分析，核对基因型结果。     1.2.4  统计学处理  所有的数据用SPSS 11.0统计软件，计算基因型频率和等位基因频率，用Hardy-Weinberg遗传平衡定律预测值和卡方检验，单因素方差分析ANOVA检验进行显著性分析。b    2  结果/b     经PCR扩增后产生长度为250 bp产物。采用Hinf1 酶切处理后，不能被酶

18、切，仍保持250 bp的样本定为等位基因A纯合子（AA homozygote）。可被完全酶切成为177 bp和73 bp两种片段的样本定为等位基因G纯合子（GG homozygote），仅有一半250 bp片段被酶切，酶切后同时存在250 bp、177 bp、73 bp的样本定为AG杂合子（AG Heterozygote）。并与Hardyweinberg equilibrium遗传平衡定律预测值无差异。     1)精神分裂症患者组与对照组CAT基因型频率（x2=1.205, df=2, P=0.548）、与等位基因频率（x2=0.000, df=1,

19、P=1.000）差异无显著性。     2)男性精神分裂症患者与对照组基因型频率（x2=2.205, df=2, P=0.332）、与等位基因频率（x2=0.012, df=1, P=0.912）差异无显著性。     3)女性精神分裂症患者与对照组基因型频率（x2=11.096, df=2, P=0.004）有显著性差异（P0.05），但是等位基因频率（x2=0.023, df=1, P=0.881）差异无显著性。     4)男性对照组与女性对照组之间基因型频率（x2=2

20、.205, df=2, P=0.332）、与等位基因频率（x2=0.012, df=1, P=0.912）差异无显著性。     5)男性精神分裂症患者与女性精神分裂症患者之间基因型频率（x2=5.949, df=2, P=0.051）、与等位基因频率（x2=0.019, df=1, p=0.891）差异无显著性，但显示出高频度。     6)精神分裂症患者的不同亚型与对照组男性对照组基因型频率、与等位基因频率差异无显著性（偏执型对对照组，P=0.905; 单纯型对对照组，P=0.645; 紧张型对对照组，P=0.

21、485; 未定型对对照组，P=0.611; 残留型对对照组，P=0.653）。   b  3  讨论/b     精神分裂症在诊断上缺乏生物学指标。采用逆向遗传方法研究精神分裂症这类生化代谢异常，原因不明疾病的病因和寻找生物学诊断指标是必要的。本次实验对中国延边地区精神分裂症患者和正常个体共322例进行了研究，基因型分布符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律，说明所选择的样本具有群体代表性。本研究结果精神分裂症患者与正常对照组之间基因型频率及等位基因频率无统计学差异，但在女性精神分裂症与对

22、照组基因型频率有显著性差异，并且在男女精神分裂症患者之间基因型频率有差异倾向。这样的结果与Herken 2001年发表的CAT活性度在男性精神分裂症患者与女性精神分裂症患者及正常对照组之间有显著性差异的结论类似7。本次研究结果提示CAT基因Hinf1多态性与女性精神分裂症患者有关联性。     诸多先行研究表明精神分裂症患者的抗氧化酶活性度与正常对照组有差异8-10，提示精神分裂症患者的病理生理中抗氧化系统可能起着重要的作用。精神分裂症的各亚型之间抗氧化酶活性度有差异，残留型的超氧化物歧化酶（SOD）活性度比偏执型显著增多，CAT活性度在单纯型、偏执型、

23、残留型中比正常对照组增多，而且谷胱甘肽酶（GSHPx）活性度在单纯型与残留型表现为比其他亚型增多7。本研究中也比较了精神分裂症各亚型的CAT基因型的分布，但无显著性差异。这可能与各亚型的例数过少有关，如果例数增多，各亚型之间有可能出现差异。     抗精神病药与迟发型运动障碍（tadive dyskinesia）的研究11-14结果提示维生素E或维生素C等抗氧化剂有助于预防由药物引起的不良反应15-17。精神分裂症的病程中抗氧化系统表现有不同的变化，治疗初期投入抗氧化剂可预防精神分裂症的加重与复发3。本研究通过表明抗氧化酶与精神分裂症的关联性来支持精神分

24、裂症的预防与治疗中抗氧化剂的使用。     本研究是在精神分裂症基因研究中较受注目的候选基因CAT基因多态性研究，从而研究探索精神分裂症神经传导物质的机能异常的相关关系，可为后续的分子遗传学研究提供基础资料。b【参考文献】/b  1 杨建中，司天梅，凌炎苏, 等. 肿瘤坏死因子（TNFα）-G308A多态性与精神分裂症的关联J. 中国心理卫生杂志，2003，17: 415-417.2 陈毅昌，陈家强，张良诚, 等. 5-羟色胺2A受体基因多态性精神分裂症的相关性研究J. 中国神经精神疾病杂志，1998，24: 33

25、6-338.3 Mahadik SP, Mukherjee. Free radical pathology and antioxidant defense in schizhophrenia: a review. Schizophr Res,1996,19:1-174 Mukherjee S, Mahadik SP, Horrobin DF, et al. Membrane fatty acid composition of fibroblasts from schizophrenic patientsJ. Biol Psychiatry,1994,35:700.5 Bielski BHJ,

26、Arudi RL, Sutherland. A study of the reactivity of HO2-O2?-with unsaturated fatty acidsJ. J Biol Chem,1983,258:4759-4761.6 Horrobin DF, Manku MS, Hillman S, et al. Fatty acid levels in brains of schizophrenics and normal controlsJ. Biol psychiatry,1991,30:795-805.7 Herken H, Uz E, Ozyurt H, et al. E

27、vidence that the activities of erythrocyte free radical scavenging enzymes and the products of lipid peroxidation are increased in defferent from of schizophreniaJ. Mol Psychiatry,2001,6:66-73.8 Reddy R, Mahadik SP, Mukherjee S, et al. Enzymes of the antioxidant defense system in chronic schizophren

28、ic patientsJ. Biol Psychiatry,1991,30:409-412.9 Abdalla DSP, Manteiro HP, Olivera JAC, et al. Activities of superoxide dismutase and glutathione peroxidase in schizophrenic and manic depressive patientsJ. Clin Chem,1986,32:805-807.10 Mukherjee S, Scheffer R, Correnti EE, et al. Ealy relapse after re

29、covery from a first episode of psychosis:possible role of oxidative stressJ. Schizophr Res,1995,15:159-160.11 Elkashef AM, Wyatt RJ. Tardive dyskinesia:possible involvement of free radicals and treatment with vitamin EJ. Schizophr Bull,1999,25:731-740.12 Sachdev P, Saharov T, Cathcart. The preventative role of antiox