・论著・骨质疏松性骨折与OPG-RANK-RANKL系统基因多态性的关联分析
李天清 王金堂 马真胜 雷伟 王林 李萌
1.第四军医大学第一附属医院脊柱二科,西安 7100322.西安交通大学第一附属医院骨科,西安 710061
中图分类号:R68 文献标识码:A 文章编号:1006-7108(2014)03-0247-09
摘要:目的 从基因水平分析OPG-RANK-RANKL系统基因多态性与髋部骨质疏松性骨折的复杂关联关系。方法 采用关联分析,以OPG-RANK-RANKL基因为候选基因,以700个无关汉族个体为研究对象,对候选基因的75个SNP进行了分型实Haploview分析识别出了OPG-RANK-RANKL基因每个单体域的单体型,并挑选出标签SNP。结论 关联分析的结果表明,位于OPG基因的SNP位点rs2460985、位于RANK基因的rs1805034、位于RANKL基因的rs9525625与髋部骨折之间存在相关性(rs2460985,P=0畅0299;rs1805034,P=0畅0234;rs9525625,P=0畅0144),这证明OPG-RANK-RANKL系统在调节骨代谢方面起了重要的作用。利用haploview进行的单体型关联分析结果发现,OPG单体域1内CACC,RANK单体域1内AAAAA,RANKL单体域1内CAAACC和单体域3内AAACACAA都与骨折存在关联,在病例组和对照组中的差异具有统计学意义(P<0畅05)。关键词:骨质疏松症;OPG-RANK-RANKL;单核苷酸多态性;单体型
验。根据分型结果,利用Haploview进行了单体型识别,并对单体型识别的结果与髋部骨折表型进行关联分析。结果
1
2倡
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1
1
2
CorrelationanalysisoftherelationshipbetweentheosteoporoticfractureandOPG-RANK-RANKLgenepolymorphisms
LITianqing,WANGJintang,MAZhensheng,LEIWei,WANGLin,LIMeng
1
2
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1
1
2
1.TheSecondDepartmentofSpinalSurgery,theFirstAffiliatedHospitaloftheFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an7100322.DeparmentofOrthopedics,theFirstAffiliatedHospitalofXi’anJiaotongUniversity,Xi’an710061,ChinaCorrespondingauthor:WANGJintang,Email:mlltq@163.com
Abstract:Objective ToanalyzethecomplexrelationshipbetweentheOPG-RANK-RANKLgenepolymorphismsandthehiposteoporoticfractureatgenelevel.Methods Inthisstudy,themethodofcorrelationanalysiswasapplied.OPG-RANK-RANKLgenewasselectedascandidategene.Theclassificationanalysisof75singlenucleotidepolymorphisms(SNPs),whichwereselectedfromOPG-RANK-RANKLgenes,wasperformedin700unrelatedHanindividuals.Accordingtotheresults,thehaplotypeswasidentifiedusingHaploview.Andthecorrelationanalysisoftherelationshipbetweentheidentifiedresultsandthephenotypeofthehipfracturewasperformed.Results EachhaplotypeofOPG-RANK-RANKLgenewasidentifiedusingHaploview.AndthetagSNPswereselected.Conclusion Theresultsofcorrelationanalysisshowedthat3SNPs,rs2460985locatinginOPGgene,rs1805034locatinginRANKgene,andrs9525625locatinginRANKLgene,werecorrelatedwiththehipfracture(rs2460985,P=0畅0299;rs1805034,P=0畅0234;rs9525625,P=0畅0144),indicatingthatOPG-RANK-RANKLsystemplayedanimportantroleintheregulationofbonemetabolism.Theresultsalsoshowedthathaplotypeblock1(CACC)inOPGgene,haplotypeblock1(AAAAA)inRANKgene,andhaplotypeblock1(CAAACC)andhaplotypeblock3(AAACACA)inRANKLgenewereassociatedwiththefracture.Thedifferencebetweenthestudygroupandthecontrolgroupwassignificant(P<0畅05).
Keywords:Osteoporosis;OPG-RANK-RANKL;Singlenucleotidepolymorphisms;Haplotye
基金项目:国家自然科学基金(30570875)倡通讯作者:王金堂,Email:mlltq@163.com
248
BMCOFOP
BonemineralcontentBonemineraldensityOsteoporosisOsteoporoticFracture
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3骨矿含量骨密度
骨质疏松性骨折骨质疏松症
BMD
骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织显微结
构受损、骨矿物成分和骨基质等比例地不断减少、骨脆性增加和骨折危险度升高为特征的一种全身骨代谢障碍遗传性疾病,遗传率高达50%~90%。骨质疏松症的严重后果是骨折,以髋部骨折最为严重。骨质疏松症和骨质疏松性骨折(Osteoporoticfracture,OF)是最常见的老年性疾病,它是中老年多发的一种退行性疾病,骨质疏松性骨折是骨质疏松症的最严重后果。
OPG/RANK/RANKL系统对骨质疏松的发病机制和治疗有着重要的影响,特别是RANKL和OPG比率的改变可以直接影响破骨细胞的发育,进而影响到骨代谢。
1 目的
以OF作为直接研究表型。用基因组对照关联法和结构关联法这两种无偏的关联统计方法研究候选基因与OF及其相关基因之间的关系。
2 方法
征集了400例大于55周岁的OF病例(女性246人)和400例大于55周岁的健康人群(女性221人),其中分型成功的有700例。所有的研究个体都来自汉族群体,加入研究时都签署了知情同意书,同时经过了严格的排除标准,减少非遗传因素对骨质疏松症的影响。2畅1 DNA的提取
DNA提取所用的试剂盒由百泰克生物公司生产,主要包括红细胞裂解液、细胞核裂解液、蛋白沉
淀液和DNA溶解液。2畅2 SNP分型实验S
1)DNA稀释;2)准备反应预混试剂;3)点样;4)创建绝对定量(AQ)反应板文件;5)执行扩增程序
SNP分型时PCR扩增需要的引物和探针序列由西安交通大学统计遗传学实验室设计完成,美国应用生物系统(ABI)公司合成。2畅3 读取扩增后荧光信号
Haploview是从最初的基因型数据中得出连锁不平衡的计算结果和人群的单体型模式的强有力的工具。Haploview在通过计算排除不符合Hardy-Weinberg平衡的SNP和分型成功率小于50%的个体。Haploview计算出两两SNP之间的D值,并依据D与预先所确定的域值范围的关系划分出染色体上单体域。在利用Haploview识别单体型之前,需要将分型实验所得到的基因型数据整理成Haploview所能识别的文件类型。
(1)info文件
Info文件是Haploview识别单体型所需要的文件之一,记载有两列信息,第一列是SNP的id,第二列是各个SNP在染色体上的位置。在记事本内整理好这些信息后将txt后缀修改成info即成为Haploview所能识别的SNPdata。
(2)ped文件
Ped文件主要记载样本的基本信息和基因型信息。
(3)单体型识别操作过程
3 结果
共700个个体分型成功。
每个SNP的分型结果整理后如下表所示(表1、2、3)。
表1 OPG基因SNP分型结果
Tab畅1 TheclassificationresultofSNPsinOPGgene
rs1521154rs2514602rs10453061rs2460983rs2460985rs7841489rs7000310rs3103970rs3134093
ID%Geno(1)
98畅69599畅998畅590畅910099畅310098畅7
MAF(2)0畅4550畅140畅1830畅1480畅2730畅0680畅4640畅2830畅468
(3)
M.A.SNP编号123456789
SNP_A-2087412SNP_A-2177593SNP_A-4258649SNP_A-2141150SNP_A-4235348SNP_A-4227654SNP_A-1859720SNP_A-1946690SNP_A-1808265
SNP全称AC
AAACCAC
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3249
续表1
SNP编号10111213141516171819
SNP_A-4213207SNP_A-1929189SNP_A-2129369SNP_A-2064673SNP_A-2066991SNP_A-2241736SNP_A-1994847SNP_A-1994849SNP_A-1994852SNP_A-2129326SNP全称rs3890832rs10955911rs3102724rs3102725rs11573870rs3134061rs11573838rs10505346rs10505349rs1385495
ID%Geno(1)
95畅992畅692畅994畅699畅199畅993畅699畅697畅198畅1
MAF(2)0畅3090畅1290畅4130畅1290畅1530畅1490畅1410畅1640畅1580畅479
(3)
M.A.ACCCCCC
ACC
表2 RANK基因SNP分型结果
Table2 TheclassificationresultofSNPsinRANKgene
SNP编号12345678910
SNP_A-1900856SNP_A-1958660SNP_A-1921364SNP_A-1788857SNP_A-2276395SNP_A-1921373SNP_A-2278702SNP_A-2005726SNP_A-1921379SNP_A-2277302SNP全称rs4941125rs8086340rs1805034rs17069895rs7231887rs17069904rs12959396rs3017359rs17665435rs17069956
ID%Geno(1)
10010097畅79810099畅79699畅910095畅7
MAF(2)0畅3940畅3580畅3080畅1730畅1640畅1480畅1670畅3480畅0740畅066
(3)M.A.C
CCCACCCCA
表3 RANKL基因SNP分型结果
Table3 TheclassificationresultofSNPsinRANKLgene
SNP编号12345678910111213141516171819202122232425
SNP_A-2151856SNP_A-1816202SNP_A-2118508SNP_A-2130898SNP_A-2130899SNP_A-2130901SNP_A-1804063SNP_A-2228057SNP_A-1894917SNP_A-2188915SNP_A-2040821SNP_A-2033727SNP_A-2226987SNP_A-4283618SNP_A-2130940SNP_A-1785767SNP_A-1923193SNP_A-2057875SNP_A-2130954SNP_A-4194801SNP_A-4273459SNP_A-2023838SNP_A-2160867SNP_A-1891598SNP_A-2214441SNP全称Rs7992970Rs9594738Rs7987211Rs10507507Rs17535675Rs7994531Rs12874142Rs7326472Rs12864265Rs6561045Rs7316953Rs1324005Rs9525625Rs720824Rs9315919Rs17536002Rs7334307Rs927623Rs912423Rs9594770Rs4942131Rs17536071Rs9525630Rs9533128Rs9315923
ID%Geno(1)
10099畅710094畅799畅7981009399畅497畅194畅49799畅699畅794畅699畅499畅999畅399畅796畅399畅495畅110098畅998畅4
MAF(2)0畅3290畅0840畅1310畅1250畅1360畅3970畅1360畅1080畅1840畅2330畅1980畅170畅1760畅1850畅210畅1860畅430畅1870畅220畅1480畅1930畅1640畅1940畅050畅373
(3)M.A.C
CCCCCAACCCCACACCCCCCCCCC
250续表3
SNP编号262728293031323334353637383940414243444546
SNP_A-2075745SNP_A-1906544SNP_A-2210007SNP_A-2140234SNP_A-2117454SNP_A-4226628SNP_A-1924297SNP_A-2200765SNP_A-2101665SNP_A-2202749SNP_A-2049917SNP_A-4283636SNP_A-1945691SNP_A-2132587SNP_A-2131126SNP_A-1821101SNP_A-1832439SNP_A-2230407SNP_A-1808093SNP_A-2268650SNP_A-2167043SNP全称中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3Rs4941430Rs17458078Rs1038435Rs17596685Rs9594780Rs168312Rs9533156Rs9525641Rs4942143Rs2148073Rs346591Rs1325803Rs9567011Rs1325790Rs10507513Rs9533208Rs7994457Rs2761147Rs6561072Rs17597366Rs7998938
ID%Geno(1)
1009999畅199畅398畅794畅910093畅110094畅79998畅796畅797畅398畅999畅992畅410097畅910099畅6
MAF(2)0畅1870畅0610畅3110畅1460畅3160畅4970畅4770畅2710畅3050畅2870畅1360畅3410畅4140畅4170畅2650畅270畅2360畅4060畅1510畅4940畅496
(3)
M.A.C
CCAAAACACCCAAACCACCA
注:(1)%Geno:SNP分型成功率;(2)MAF:MinorAlleleFrequency,最小等位基因频率;(3)M.A.:最小等位基因
本研究中SNP均符合Hardy-Weinberg平衡。
根据所选定的阈值,生成的连锁不平衡图谱分
别如下(图1、2、3、4、5、6)所示:
图1 生成的连锁不平衡图谱(OPG)
Fig畅1 Thegeneratedatlasoflinkagedisequilibrium(OPG)
说明:
图内显示了OPG、RANK、RANKL基因的单体型、每个单体型在人群内所占的频率以及单体域之间的关系。单体型上面是SNP的序号。
3畅1 SNP位点的统计分析结果
本研究主要在700个汉族人群中对3个基因OPG、RANK、RANKL的75个SNP位点进行分型,统计分型结果,并且对分型结果进行了初步的统计学
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3251
图2 生成的连锁不平衡图谱(RANK)
Fig畅2 Thegeneratedatlasoflinkagedisequilibrium(RANK)
图3 生成的连锁不平衡图谱(RANKL)
点击ChechMarkers后生成研究对象的最小等位基因的单体型图
Fig畅3 Thegeneratedatlasoflinkagedisequilibrium(RANKL)
分析。首先采用自由度为1的χ检验验证SNP位点是否达到HWE,结果发现SNPrs2761147位点未达到HWE。
哈迪-温伯格不平衡(Hardy-WeinbergDisequilibrium,HWD)产生的原因主要有近亲交配,群体分层及选择等。PCR-引物位点突变或将杂合子错误分型为纯合子也会造成HWD。虽然,HWE
2
的背离,即HWE检验后P=10或10甚至更小时,也可以是疾病关联的征兆,但是对这种现象的解释还在摸索中。因此,当SNP位点的分型结果不满足HWE时,该位点通常不纳入后续的关联研究。3畅2 利用haploview进行关联分析的结果
利用haploview进行关联分析的结果表明上面达到HWE的SNPrs2460985、rs1805034、rs9525625
-3-4
252中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3
位点在2组人群中的差异具有统计学意义(P<
0畅05),OPG、RANK、RANKL基因位点多态性对骨质疏松性骨折有影响(表4、5、6)。
表5 利用haploview进行关联分析的结果OPG
Table5 Theresultofcorrelationanalysis
%Geno(1)
98畅698畅7
rs1521154rs2460983rs2460985
IDusingHaploview(OPG)MAF(2)0畅4550畅14
(3)
M.A.Pvalue0畅06900畅88690畅81830畅25820畅02990畅57490畅9286
图4 OPG单体型图Fig畅4 HaplotyteofOPG
rs10453061rs7841489
rs2514602
A/GA/CC/T
99畅910010090畅998畅5
95
0畅1480畅4640畅0680畅273
0畅183
G/TA/GC/GC/GC/TC/TC/T
rs10955911rs11573870rs10505346rs1385495rs11573838rs3134061rs3102725rs3102724
rs3890832
rs3134093
rs3103970
rs7000310
99畅3
rs10505349
98畅197畅1
99畅6
93畅6
99畅9
99畅1
94畅6
92畅9
92畅6
95畅9
0畅4790畅158
0畅164
0畅141
0畅149
0畅153
0畅129
0畅413
0畅129
0畅309
0畅468
0畅283
A/GC/TA/GC/G
A/G
A/G
A/T
G/T
G/T0畅24270畅8543
0畅5776
0畅7602
0畅4295
0畅6634
0畅6249
0畅5131
0畅5908
0畅7612
0畅4776
0畅6101
图5 RANK单体型图Fig畅5 HaplotyteofRANK
表6 利用haploview进行关联分析的结果RANKL
Table6 Theresultofcorrelationanalysis
%Geno(1)
10099畅7
表4 利用haploview进行关联分析的结果RANK
Table4 Theresultofcorrelationanalysis
usingHaploview(RANK)rs4941125rs1805034
ID%Geno10010098
(1)
rs7992970rs7987211
IDusingHaploview(RANKL)MAF(2)0畅3290畅084
A/GC/TC/TC/T
(3)
M.A.Pvalue0畅54530畅30940畅15250畅0533
MAF(2)
rs8086340
0畅3940畅308
M.A.A/GC/GC/T
(3)
97畅7
0畅358
0畅41680畅02340畅117
Pvaluers9594738
0畅3765
rs17535675rs12874142rs12864265rs1324005rs9525625rs720824rs7316953rs6561045rs7326472rs7994531
rs10507507
10098
99畅7
94畅7
rs17069895rs17069904rs3017359rs7231887
10096100
0畅1730畅1480畅164
rs12959396rs17665435
99畅7
99畅9
0畅1670畅0740畅348
A/GA/CG/T
A/G
C/T0畅10050畅2829
10093
0畅27340畅33780畅162
rs1706995695畅70畅066A/TC/T0畅76799畅799畅6
97
94畅4
97畅1
99畅4
0畅1850畅176
0畅17
0畅198
0畅233
0畅184
0畅108
0畅136
0畅397
0畅136
0畅125
0畅131
A/C
A/GC/GC/TC/T
A/G
C/T
C/T
A/TC/T
0畅77120畅0144
0畅6284
0畅8036
0畅5638
0畅8786
0畅3172
0畅538
0畅4079
0畅3944
图6 RANKL单体型图Fig畅6 HaplotyteofRANKL
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3253
续表6
表7 OPG单体型关联分析结果
(2)rs9315919ID%Geno(1)
.rs99畅94畅46MAF0畅0畅21M(3)
AArs175360020畅18643AC/./T/T
0畅p8143valuers733430799畅G0畅0畅6924
rs92762399畅9912423
99畅370畅0畅22187C0畅1362rsrs9594770
494213196畅99畅3
0畅148AA//TT
0畅6864/G0畅99380畅2141
rs5071rs175360719525630100
95畅410畅0畅193A/Grs9533128
98畅9
0畅164CG/T
0畅0畅051940畅373
C/T0畅74970畅5187
rs9315923
AC//TT
0畅1666
rsrs174580784941430100
98畅40畅A//G0畅4277
rsrs1038435
99畅9960畅187A/GC
0畅0畅7489
4308rs17596685959478099畅0畅49699畅1
0畅061rsrs1683120畅3110畅146AC/T0畅474698畅30畅9199rs9533156
94畅790畅316497
A/GC/G0畅7348rs9525641
C//TT0畅99258257
rs494214310093畅10畅477
A0畅rs2148073346591
100
0畅94畅0畅271
C/0畅8382
rs1325803
9970畅305A/GG0畅5405
rs132579098畅96畅7
0畅2870畅136
C//TT
0畅88198973rs9567011
0畅9773
rs0畅341
AG/0畅rs1050751397畅70畅414A/GA/T0畅7199
/T
T
0畅4455rs95332087994457
98畅39
0畅41740畅27265A/G0畅53950畅0694
rs0586
rs2761147
99畅9
0畅236rs6561072100
92畅rs17597366799893810097畅9
0畅0畅151
406AC//T
G不符合0畅494AA//G
0畅HWG0畅14530畅77926281)P值小于0畅05的以黑斜体显示。
(1)MAF:MinorAlleleFrequency,最小等位基因频率;(2)M.A.:MinorAllele,最小等位基因。
2)haploview关联分析的结果表明rs2460985、3rs畅1805034、3 利用rshaploview9525625进行的单体型关联分析结果
的多态性对骨折有影响。由于本研究中三个基因的单体域都有两个或者两个以上的SNP组成,单个SNP与骨折不存在关联不代表不同的单体型对表型没有影响。可能SNP之间不同的组合方式会对表型产生影响。所以有必要分析每个单体域不同的单体型与OF之间的相关性。
利用haploview进行的单体型关联分析结果如下(表7、8、9):
Table7 ThecorrelationanalysisresultofOPGhaplotype
BlockBlockSNPsCACC11-51,4,5htSNPFreq.PValueAACC0畅0畅3623040畅0畅0277CAACACCA0畅18
0畅0畅06080畅143
8909
651
Block216,17,19,21,
22,23,25,26,
16,17,21,25,
27,28,29
26,28
CAAAAAACACACAAAACA0畅0畅265
2460畅0畅40540畅6857CCCAAACACAAAACAACAAAACACACA
0畅1470畅14314
0畅0畅0畅6533547
CAAACAACACACAAACAC0畅0畅0120120畅39210畅85015252
表8 RANK单体型关联分析结果
Table8 ThecorrelationanalysisresultofRANKhaplotype
AACAABlockBlock1SNPs4-94,5,7,8,9htSNPFreq.PValue0畅AAACCCCCAA0畅5130畅0畅1760畅5868CACAA
0畅1470畅13143831AAAAA0畅133
016
0畅AACAC11,12,13
11,13
0畅0120畅0畅655402282445
BlockAA2CA0畅0畅5770畅AC0畅3480740畅06290畅16143378表9 RANKL单体型关联分析结果Table9 TheRANKLcorrelationhaplotypeanalysisresultof
BlockBlock1SNPs2-92,5,8,9htSNPFreq.PValueAAAAACAACCCA0畅ACAACC0畅592
0畅0畅1816
CAAACC
0畅135
0畅39180畅1173634AAAACCACAAAC
0畅0850畅0畅3939
039
Block0畅053014AAA211,12,1311,12
0畅15750畅0畅7730畅ACCCCC
0畅03618
0畅6231314-2215,16,20,22
0畅29539616
ACACAAAABlockCCCACCCC0畅0畅5721840畅0畅15958046254续表6
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3调节者。正是因为骨在人体中的重要性,需要不断
FreqACACACAC
AAACACAABlockSNPshtSNP0畅0畅175.P036
0ValueACAAACAABlock23-2723,26,27
0畅0320畅畅01520畅2802
4907AAAA4AACA0畅0畅0畅165639
0畅0畅73024371
BlockACACCCAC
AA529,3029,30
0畅038157
0畅0畅34072413
CACC0畅0畅0畅188625
1870畅0畅0畅99825268
Block64308AACA
32,3432,34
0畅7737
AC0畅0畅443495
0畅36-43,45,39,42,0畅0620畅9622487Block746,51,52
45,52
ACAAAACCACCCCCCAAA
0畅46329
0畅7297928
CACAACAAACCCAACAAACACAACAAC0畅0畅0畅0畅066123016
0畅0畅0畅37029485CCCCCCAAC0畅0畅43762951
Block855,57-60,
55,58,60,
0畅01363
63
AAAAAA0畅334
CCCAAACCCCCC264
0畅5787
0畅0畅0畅0畅0583
CAAAAACCCAAC0畅0畅083137
175
0畅0畅71788569
2761
利用haploview进行的单体型关联分析结果如
下:单体1CACC型分析的结果表明,OPG单体域1内内CAAACC,RANK单体域和单体域1内3内AAAAAAAACACAA,RANKL都与骨折单体域存在关联,在病例组和对照组中的差异具有统计学意义(P<0畅05)。
OF在骨代谢方面的作用发病率作为表型研究据我们所知,这是第一次在中国人群研究中用OPG、RANKL。研究结果表明RANK、RANKLOPG、RANK基因、联。OPG基因和我们所研究的群体的、RANK、RANKL基因可能对中国汉族人群OF发病率关髋部OF发病率的变化起到影响。
4 讨论
4畅1 OPG-RANK-RANKL轴与骨重塑
骨是人体至关重要的组织,它为每个组织提供内部的骨骼支持,骨骼形成并构建了人体的整体框架。骨也是造血细胞形成的地方和血液中钙浓度的
补充以维持它的强度和结构完整性。这种补充就是骨重建,是由两种平衡对立的力量所控制的:成骨细胞控制的骨形成和破骨细胞控制的骨吸收。
骨重塑发生在骨表面,骨重塑贯穿生命过程的始终,是骨组织赖以适应外界环境的主要生物调控
机制。根据Parfitl[1]
的看法,骨重塑是骨吸收与骨形成的转变。成骨细胞和破骨细胞在一定时间内保持空间和时间上的协调稳定平衡关系,这种稳定的关系为骨形成提供了基础;最新的研究结果进一步揭示:成骨细胞、骨髓基质细胞与破骨细胞间协调稳定的关系是骨吸收与骨形成偶联的前提,在这一过程中RANKL-RANK-OPG轴起关键作用。
破骨细胞的成熟激活依赖RANKL的剂量性,而成骨细胞骨髓基质细胞可表达OPG,OPG不仅可以促进破骨细胞凋亡,还可以与RANKL竞争性结合RANKLRANK,抑制破骨细胞生成,终止骨吸收。因此,4保持动态平衡的关键-RANK-OPG轴是骨重塑中骨吸收与骨形成畅2 遗传因素与骨质疏松和骨质疏松性骨折
。遗传因素在骨量和骨强度的获得上也起着重要作用,虽然激素对骨代谢的调节很重要,钙摄入、运动和环境等对骨量也是不可忽视的因素,但在同一民族,同一地区、同一性别、同一年龄的人,骨量和骨强度也存在个体差异,一种基因的存在就决定一种性状,基因的多态性可使同类基因对同一信号出现不同程度的反应,结果也就引起不同程度性状的差异。有研究发现骨质疏松患者的亲属,无论男女都非常明显地低于对照组。另外一些研究发现,骨质疏松患者的女儿在绝经前骨量就明显低于正常母亲的女儿及绝经前参照人群的平均值,尽管不能完全排除饮食等生活习惯的影响,但仍高度提示骨矿含量有明显遗传相关性。有关双胞胎的研究显示遗传对身体不同部位骨量影响程度不同,影响程度从大到小依次为脊柱、股骨近端及前臂远端,呈向心性分布。随着年龄的增加,遗传影响减弱,而环境影响加强,两者存在相互消长的关系。骨质疏松的严重后果是骨质疏松性骨折,所以遗传因素也影响着骨质疏松性骨折,近年来越来越多的基因受到人们的关注,如维生素D受体基因、雌激素受体基因、胶原基因、护骨素基因等,在本研究中,利用haploview进行关联分析后发现rs2460985、rs1805034、rs9525625位点在2组人群中的差异具有统计学意义(P<0畅05),OPG、RANK、RANKL基因位点多态性对骨质
中国骨质疏松杂志 2014年3月第20卷第3期 ChinJOsteoporos,March2014,Vol20,No.3255
疏松性骨折有影响,发现OPG、RANK、RANKL基因和我们所研究的陕西关中汉族群体的OF发病率关联,说明遗传确实是骨质疏松的一个影响因素。4畅3 OPG-RANK-RANKL系统基因的意义
绝经后雌激素水平的下降导致骨质疏松,动物和人体研究均显示:雌激素作用于成骨细胞或基质细胞上的雌激素受体A,可引起细胞表达OPG,雌激素缺乏时OPG表达降低而RANKL表达升高;如果补充雌激素可预防这种改变;补充雌激素可抑制
[2]
RANKL对破骨细胞前体的影响。在老年性骨质目标。
OPG及该系统的其它成员对骨吸收增加的疾病具有治疗作用,这一观点已经被证实“给予成年小鼠OPG可使骨量增加;给予卵巢切除小鼠OPG可完全阻断骨量丢失”,在绝经后妇女中,使用单剂量OPG可以抑制破骨细胞的分化和活化,进而抑制骨吸收;OPG在多发性骨髓瘤和乳腺癌骨转移的治疗中也有较好疗效;OPG与PTH联用治疗PMO也取得了较好的疗效,此外,RANK-Fc融合蛋白对于抑制小鼠的骨吸收和恶性肿瘤的体液性高血钙具有疏松和药物诱导性骨质疏松中,RANKL-RANK-OPG调节轴也起着重要作用。已经有动物和人体实验显示mRNA,在年龄增长的过程中骨组织时表达降低,而RANKL、骨细胞的OPG4,网状骨量也增加[3、4]
。表达升高;OPG增加
4畅 OPG-RANK-RANKL系统基因的临床应用
骨质疏松症候选基因研究目前尚未应用于临床,但是其潜在性的应用表现在以下几个方面:
1)临床上对骨质疏松症的治疗目前尚无理想方法,预防性治疗是处理骨质疏松症最可靠的方式。因此,骨质疏松症候选基因的第一个潜在应用就是用来评估骨质疏松性骨折的危险性。如果能够分离并鉴定出OF高危因素和SNP位点基因多态性的关系,我们就可以以此作为工具,筛选高危人群,以便进行有效的预防。
2)不同基因多态性的个体对同一治疗方法有不同的敏感度。候选基因多态性的检测能够提供给患者合适的治疗方法的信息,以决定最佳治疗方法。
3)候选基因研究的深入,那些确定影响OF发生率和骨代谢作用的基因必将成为新药研发的首选
治疗作用,Bekker等2001年首次报道使用OPG-Fc融合蛋白单次皮下注射(3mg/kg)治疗绝经期后妇女的骨质疏松症,有效率达到80%,而且疗效大于3周[5]
。相信很快,OPG及其系统其他组分有成为治疗骨质吸收相关疾病理想药物的巨大潜能。
【
参
考
文
献
】
[1] ParfitlAM.JcellBiochem,1994,55(3):273-28.
[2] MichaelSchoppet,KlansT.Preissner,LorenzC.HofbauerRank
LigandtabolismandandosteoprotegerinVascularParacrineRegulatorsofBoneMe-2002,22(4):549-553.
Function.ArteriosclerThrombVascBi-ol,
[3] FUGang,DUJingyuan,YANGShuhua,etal.Theage-related
declineinvitro.ofChinosteoprotegerinJExpSurg,2001,expressed18(6)by:583-adult584.
osteoblastcultured
[4] CaoJ,VentonL,SakataT,etal.ExpressionofRANKLand
OPGcorrelateswithage-relatedbonelossinmaleC57BL/6
[5] Bekkermice.JPJBone,HollowayMinerResD,,Nakanishi2003,18(2)A,et:270-al.J272.BoneMinerRes,
2001;16:348-360.
(收稿日期:2013-08-02)
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