三、ApoE多态性

Utermann等于1975年首先观察到ApoE多态性，利用等电聚焦电泳和SDS-PAGE可以确认ApoE的多态性，其后又被直接检测的cDNA序列所证实。ApoE有三种构体（isoform）即E₂、E₃和E₄。有的人只含有一种主要异构体，即为纯合子；有人可含两种主要异构体，即为杂合子。由此可见，人群中可有六种不同的表型（phenotype）。

各种生物都能通过生殖产生子代，子代和亲代之间，无论在形态构造或生理机能的特点上都很相似，这种现象称为遗传（heredity），但是，亲代和子代之间，子代的各个体之间不会完全相同，总会有所差异，这种现象叫变异（variation）。遗传和变异是生命的特征。遗传和变异的现象是多样而复杂的，正因为如此，才导致生物界的多种多样性，生物体所具有的遗传性状称为表型或表现型（phenotype），生物所具有的特异基因成分称为基因型（genotype）。表型是基因型与环境因素相互作用的结果。遗传物质是相对稳定的，但又是可变的，遗传物质的变化以及由其所引起表型的改变，称为突变（mutation）。遗传物质的突变包括染色体畸变和基因突变。基因突变是染色体中某一点上发生化学改变，所以又称为点突变（point mutation）。基因结构和遗传表型的研究是深入了解脂蛋白代谢缺陷症的分子生物学基础，逆向遗传学方法（reversegenetic approach）则使其有可能在蛋白质水平系统地分析结构和功能的关系。现已采用一个特定的cDNA探针从基因库中筛选所需要的基因进行cDNA克隆，测定其核苷酸序列，然后从核苷酸序列推断蛋白质氨基酸序列。目前已分离出许多与动脉粥样硬化有关的脂蛋白的cDNA克隆，并将其蛋白质一级结构的氨基酸排列顺序和基因的核苷酸顺序测出。现已查明，ApoAⅠ,ApoⅣ,ApoE, ApoB, ApoCⅡ和Apo（a）都存在着异构体，也就是说存在着各种不同的表型或基因型，并可分别从蛋白质水平和核酸水平进行分型。

Zannis于1981年根据ApoE表型提出ApoE基因模型，认为ApoE的合成是由位于一个基因位点上的三个等位基因所控制，即E₂、E₃和E₄，每一个等位基因对应于一个主要异构体产生三种纯合子（E2/2，E3/3，E4/4）和三种杂合子（E2/3，E2/4，E3/4）共六种常见表型，另外还有极少见的异构体。一般认为，次要异构体是由主要异构体翻译后，经唾液酸糖化修饰后转变而来。ApoE3/3型又称野生型。ApoE的氨基酸序列的112位和158位两种氨基酸残基即精氨酸（Arg）和半胱氨酸（Cys）的交换决定了异构体的种类。ApoE4在这两个位置上都是Arg；E₂都是Cys；112位为Cys和158位是Arg者为ApoE3异构体，见图3-3所示，自然人群中，基因频率ε3分布最高，ApoE3/3表型分布约70%。

图3-3 人ApoE三种主要异构体的氨基酸残基及基因密码的改变位置

由于ApoE多态性具有生物学重要性，对ApoE多态性的研究是目前医学的热门话题。ApoE表型和基因型的检测方法很多，多年来先后采用等电聚焦电泳和基因分析术进行检测。目前从基因水平研究ApoE基因型显然优于其蛋白表型，因为ApoE翻译后修饰会影响蛋白分析，常见ApoE的蛋白表型和基因型图谱如图3-4、图3-5所示。

图3－4　等电聚焦检测的ApoE表型

图3-5 ApoE基因PCR产物HhaⅠ酶切后RFLP图谱

M：PBr 322 DNA/Hhe Ⅲ Markers;1-5；分别为ε4/4、ε4/2、ε4/3和3/3；基因型6：PCR产物（292bp）