骨质疏松症四大致病基因研究扫描
即将到来的10月20日是“国际骨质疏松日”。最新资料显示，骨质疏松症是一个世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题。目前全世界约两亿人患有骨质疏松，其发病率已跃居常见病、多发病的第7位。随着人口老龄化日趋明显，作为中老年多发的退行性疾病——骨质疏松症及其并发症，已成为一个缁嵝缘慕?br>康问题而备受老年病学者的关注，并引起了各国政府的高度重视。
“知己知彼，百战百胜”。对于任何一种尤其是没有根治方法的疾病来说，搞清楚它的病因学是非常重要的。尽管如艾滋病、乙肝等病搞清了病因学仍然没有治愈方法，但我们已经掌握了它们的预防途径，因此掌握一种疾病的病因学实际成为了攻克它征途上的一座“里程碑”。这篇文章分析了在我国一直被认为是老年人特有机能退化性疾病的骨质疏松症却存在着遗传性病因，可给我们在研究其他还未能攻克的疾病病因学方面带来一些启示。
——编者按
最新研究表明，骨质疏松症在儿童时期就已存在。目前医学上还未有安全而有效的根治方法，帮助患者已疏松的骨骼恢复原状，因此，正确认识、早期预防显得尤为重要。
, http://www.100md.com
对于骨质疏松症的防治，目前临床上还主要集中在物理疗法(脉冲磁疗)、钙剂补充治疗、运动疗法及膳食疗法等一些常规的疗法上，对于环境因素对骨质疏松的影响如营养、运动、生活习惯等已为人所知，但继1994年美国科研人员Morrison等首次报道维生素D受体等位基因多态性与骨密度的关系后，到目前为止，研究人员已发现有几十种基因与骨质疏松的发病相关。遗传因素对骨质疏松和骨量的影响正在逐步引起人们的重视。
从发病机质上看，骨质疏松是一种多基因调控的疾病，因此研究骨质疏松的遗传决定因素，对于骨质疏松的基因诊断，做好骨质疏松的早期预防和治疗有着十分重要的意义。
■聚焦四大致病基因
目前的骨质疏松致病基因主要聚焦四大基因：COLIA1基因、ERα基因、TGFbeta基因及ApoE基因，其他的骨质疏松候选相关基因虽不断的被发现，但目前还处于刚刚起步阶段。
, 百拇医药
COLIA1基因和COLIA2基因共同编码的I型胶原是骨基质中最主要的蛋白质，因而它受到广泛关注。虽然关于COLIA1基因各种多态性与骨密度及骨质疏松性骨折等的关系在诸多研究中得出的结论不尽一致，但Sp1多态性的“s”等位基因对骨密度有保护作用，防止骨质疏松性骨折已经为研究人员所接受。
研究显示，由于种族差异，虽然引起骨丢失加快，导致骨质疏松性骨折危险性升高的“s”等位基因在白人中存在较高的频率，但在亚洲人群中，“s”等位基因几乎不存在，因此研究的意义不大。
ERα基因，即雌激素受体(ER)α基因，它位于6号染色体的q24-27，长约140kb，包括8个外显子和7个内含子。卵巢切除大鼠ER受体及ER mRNA表达减少，而给予17B雌二醇治疗后ER及ER mRNA表达增强和股骨骨密度(BMD)增加，表明ERα基因可能是骨质疏松的候选基因，可能与骨密度有一定关系。而且人在发育期,骨密度迅速持续增加,30～40岁达峰值，以后随年龄增加,骨量逐渐降低。妇女绝经后骨量丢失速度最快,说明雌激素对维持骨量起着非常重要的作用。日前临床观察已经证实,妇女绝经后骨量丢失速度加快,补充雌激素后,骨量丢失得到有效的抑制。
, http://www.100md.com
TGFβ基因，即转化生长因子β基因，它是雌激素对骨作用的调节剂之7β-雌二醇刺激成骨细胞产生TGFβ。TGFβ可刺激雌激素缺乏的破骨细从而导致骨吸收降低。活性TGFβ的一级顺序高度保守，但是蛋白的信号区的变异性将影响TGFβ的功能。
ApoE基因，即载脂蛋白E基因，ApoE是血浆乳糜微粒、极低密度脂蛋密度脂蛋白结构的重要组成成分。编码ApoE的基因位于19号染色体，具有遗传多态性，有三个共显性等位基因：E2、E3、E4。
最新研究表明对于ApoE基因E4基因型与骨质疏松有密切的关系。美国学者Saupe等日前证明血浆维生素K的水平依赖于ApoE的表型，而维生素K是一个已知的体内骨钙素调节因子。这些发现将有助于进一步了解二者之间的作用机制。
■选择多态性倾向基因转录和翻译
识别的基础在于表型。单基因遗传病致病基因的识别早期大多采用功能克隆法。然而对于像骨质疏松、糖尿病等多基因调控的疾病来说，因其表型是遗传与环境因素相互作用的复杂表现，其确切生化机制也大多不明，无法用功能克隆法找到相关基因，因此识别和克隆多基因病相关基因难度较大。
, 百拇医药
目前，关于骨质疏松相关基因的研究大多采用关联研究(病例~对照或随机人群)来研究基因多态性与疾病间的相互关系的模式。所研究的基因多态性既有位于内含子的，也有位于外显子和基因启动区的。基因多态性属于基因范畴，而骨密度或骨折属于表型范畴，反映的是蛋白质的状况。虽说有文献报道某些基因内含子含有一定的调节序列，会影响到蛋白质的合成，但根据目前研究结果，笔者认为所选的多态性最好是能影响基因的转录和翻译的，如ER基因的启动子区的(TA)n可能影响基因的转录，TGFβ基因的T869C多态性可能影响TGFβ的血清水平，713-8delC多态性可能影响TGFβRNA的剪切。另外关联研究得到阳性结果时，固然提示被研究的这种基因多态性与疾病相关。但事实上在人群中一个基因经常存在多种多态性，因此阴性结果不能排除该基因的其他多态性与疾病间的可能关系。针对这种情况，应先进行某一候选基因座位与疾病间的连锁分析，在确立该候选基因与疾病间存在连锁关系时，再进行基因多态性筛查，并进一步对每一多态越泄亓芯俊5比灰灿幸恍┭芯坎捎枚砸徊糠盅芯慷韵蠼腥颍ɑ蛉?br>部外显子)PCR扩增并测序，得到研究人群的基因多态性分布情况，然后对所有多态性和骨质疏松的关系进行研究。
, http://www.100md.com
■识别技术首重全基因组扫描
关联研究在选择所研究的基因时一般采用候选基因法。骨质疏松的候选基因主要涉及五大类：①钙稳态调节②激素调节③破骨细胞和成骨细胞的发育和调节④软骨基质代谢⑤脂代谢。然而假若疾病的某一相关基因的功能尚未被认识，它就不可能被选为该疾病的候选基因，因此候选基因法带有一定的盲目性。
近两年来，国外有不少文章报道采用全基因组扫描技术对骨质疏松相关基因定位克隆研究。全基因组扫描技术是采用多色荧光标记的微卫星DNA多态引物对全基因组进行扩增，将扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，采用基因扫描和分型软件，对电泳结果进行图像和数据处理，计算出各个微卫星位点上的等位基因的大小和频率，通过对大样本的家系或同胞对进行连锁分析有可能将疾病相关基因定位到某一染色体区域内。通过人类基因组图谱数据库查出该区域内的所有基因，并从中选择有关基因进行下一步的关联研究。全基因组扫描技术对整个基因组进行与疾病相关基因的筛选，从一定程度上弥补了候选基因法的不足。
□薛延 郭三巧, http://www.100md.com(薛延；郭三巧)
“知己知彼，百战百胜”。对于任何一种尤其是没有根治方法的疾病来说，搞清楚它的病因学是非常重要的。尽管如艾滋病、乙肝等病搞清了病因学仍然没有治愈方法，但我们已经掌握了它们的预防途径，因此掌握一种疾病的病因学实际成为了攻克它征途上的一座“里程碑”。这篇文章分析了在我国一直被认为是老年人特有机能退化性疾病的骨质疏松症却存在着遗传性病因，可给我们在研究其他还未能攻克的疾病病因学方面带来一些启示。
——编者按
最新研究表明，骨质疏松症在儿童时期就已存在。目前医学上还未有安全而有效的根治方法，帮助患者已疏松的骨骼恢复原状，因此，正确认识、早期预防显得尤为重要。
, http://www.100md.com
对于骨质疏松症的防治，目前临床上还主要集中在物理疗法(脉冲磁疗)、钙剂补充治疗、运动疗法及膳食疗法等一些常规的疗法上，对于环境因素对骨质疏松的影响如营养、运动、生活习惯等已为人所知，但继1994年美国科研人员Morrison等首次报道维生素D受体等位基因多态性与骨密度的关系后，到目前为止，研究人员已发现有几十种基因与骨质疏松的发病相关。遗传因素对骨质疏松和骨量的影响正在逐步引起人们的重视。
从发病机质上看，骨质疏松是一种多基因调控的疾病，因此研究骨质疏松的遗传决定因素，对于骨质疏松的基因诊断，做好骨质疏松的早期预防和治疗有着十分重要的意义。
■聚焦四大致病基因
目前的骨质疏松致病基因主要聚焦四大基因：COLIA1基因、ERα基因、TGFbeta基因及ApoE基因，其他的骨质疏松候选相关基因虽不断的被发现，但目前还处于刚刚起步阶段。
, 百拇医药
COLIA1基因和COLIA2基因共同编码的I型胶原是骨基质中最主要的蛋白质，因而它受到广泛关注。虽然关于COLIA1基因各种多态性与骨密度及骨质疏松性骨折等的关系在诸多研究中得出的结论不尽一致，但Sp1多态性的“s”等位基因对骨密度有保护作用，防止骨质疏松性骨折已经为研究人员所接受。
研究显示，由于种族差异，虽然引起骨丢失加快，导致骨质疏松性骨折危险性升高的“s”等位基因在白人中存在较高的频率，但在亚洲人群中，“s”等位基因几乎不存在，因此研究的意义不大。
ERα基因，即雌激素受体(ER)α基因，它位于6号染色体的q24-27，长约140kb，包括8个外显子和7个内含子。卵巢切除大鼠ER受体及ER mRNA表达减少，而给予17B雌二醇治疗后ER及ER mRNA表达增强和股骨骨密度(BMD)增加，表明ERα基因可能是骨质疏松的候选基因，可能与骨密度有一定关系。而且人在发育期,骨密度迅速持续增加,30～40岁达峰值，以后随年龄增加,骨量逐渐降低。妇女绝经后骨量丢失速度最快,说明雌激素对维持骨量起着非常重要的作用。日前临床观察已经证实,妇女绝经后骨量丢失速度加快,补充雌激素后,骨量丢失得到有效的抑制。
, http://www.100md.com
TGFβ基因，即转化生长因子β基因，它是雌激素对骨作用的调节剂之7β-雌二醇刺激成骨细胞产生TGFβ。TGFβ可刺激雌激素缺乏的破骨细从而导致骨吸收降低。活性TGFβ的一级顺序高度保守，但是蛋白的信号区的变异性将影响TGFβ的功能。
ApoE基因，即载脂蛋白E基因，ApoE是血浆乳糜微粒、极低密度脂蛋密度脂蛋白结构的重要组成成分。编码ApoE的基因位于19号染色体，具有遗传多态性，有三个共显性等位基因：E2、E3、E4。
最新研究表明对于ApoE基因E4基因型与骨质疏松有密切的关系。美国学者Saupe等日前证明血浆维生素K的水平依赖于ApoE的表型，而维生素K是一个已知的体内骨钙素调节因子。这些发现将有助于进一步了解二者之间的作用机制。
■选择多态性倾向基因转录和翻译
识别的基础在于表型。单基因遗传病致病基因的识别早期大多采用功能克隆法。然而对于像骨质疏松、糖尿病等多基因调控的疾病来说，因其表型是遗传与环境因素相互作用的复杂表现，其确切生化机制也大多不明，无法用功能克隆法找到相关基因，因此识别和克隆多基因病相关基因难度较大。
, 百拇医药
目前，关于骨质疏松相关基因的研究大多采用关联研究(病例~对照或随机人群)来研究基因多态性与疾病间的相互关系的模式。所研究的基因多态性既有位于内含子的，也有位于外显子和基因启动区的。基因多态性属于基因范畴，而骨密度或骨折属于表型范畴，反映的是蛋白质的状况。虽说有文献报道某些基因内含子含有一定的调节序列，会影响到蛋白质的合成，但根据目前研究结果，笔者认为所选的多态性最好是能影响基因的转录和翻译的，如ER基因的启动子区的(TA)n可能影响基因的转录，TGFβ基因的T869C多态性可能影响TGFβ的血清水平，713-8delC多态性可能影响TGFβRNA的剪切。另外关联研究得到阳性结果时，固然提示被研究的这种基因多态性与疾病相关。但事实上在人群中一个基因经常存在多种多态性，因此阴性结果不能排除该基因的其他多态性与疾病间的可能关系。针对这种情况，应先进行某一候选基因座位与疾病间的连锁分析，在确立该候选基因与疾病间存在连锁关系时，再进行基因多态性筛查，并进一步对每一多态越泄亓芯俊5比灰灿幸恍┭芯坎捎枚砸徊糠盅芯慷韵蠼腥颍ɑ蛉?br>部外显子)PCR扩增并测序，得到研究人群的基因多态性分布情况，然后对所有多态性和骨质疏松的关系进行研究。
, http://www.100md.com
■识别技术首重全基因组扫描
关联研究在选择所研究的基因时一般采用候选基因法。骨质疏松的候选基因主要涉及五大类：①钙稳态调节②激素调节③破骨细胞和成骨细胞的发育和调节④软骨基质代谢⑤脂代谢。然而假若疾病的某一相关基因的功能尚未被认识，它就不可能被选为该疾病的候选基因，因此候选基因法带有一定的盲目性。
近两年来，国外有不少文章报道采用全基因组扫描技术对骨质疏松相关基因定位克隆研究。全基因组扫描技术是采用多色荧光标记的微卫星DNA多态引物对全基因组进行扩增，将扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，采用基因扫描和分型软件，对电泳结果进行图像和数据处理，计算出各个微卫星位点上的等位基因的大小和频率，通过对大样本的家系或同胞对进行连锁分析有可能将疾病相关基因定位到某一染色体区域内。通过人类基因组图谱数据库查出该区域内的所有基因，并从中选择有关基因进行下一步的关联研究。全基因组扫描技术对整个基因组进行与疾病相关基因的筛选，从一定程度上弥补了候选基因法的不足。
□薛延 郭三巧, http://www.100md.com(薛延；郭三巧)