阿爾茨海默病致病基因之APOE的研究概況

基因是很多人類疾病的內在因素，對疾病相關基因的研究是生命醫(yī)學研究領域的主流，如何快速了解研究疾病相關的基因以及這些基因的概況？一篇篇去讀文獻搜集篩選實在耗時耗力，賽業(yè)生物專欄《Gene of the Week》每周二為您介紹一個基因，讓您每周快速了解一個基因，期待您的持續(xù)關注哦。今天我們要講的主角是APOE基因。

基因基本信息

備注：標有√的意為賽業(yè)紅鼠庫有該種保存狀態(tài)的小鼠

圖1. APOE的三種亞型，即APOE2，APOE3和APOE4。它們的區(qū)別在于APOE基因水平上兩個位點的改變，反應到蛋白層面就是這兩個位點（第112個氨基酸和第158個氨基酸）究竟是半胱氨酸還是精氨酸，如果一條染色體上編碼得到的APOE兩個位點都是Cys，這條染色體就是APOE2型，如果第112號位是Cys，而第158號位是Arg，那么這個載脂蛋白就是APOE3，兩個都是Arg，那就是APOE4。

APOE基因研究概況

該基因編碼載脂蛋白E，負責運輸乳糜微粒。它其特定的肝臟和外周細胞受體結合，對富含甘油三酯的脂蛋白成分的正常分解代謝至關重要。該基因的突變會導致家族性脂蛋白血癥，或III型高血脂蛋白血癥(HLP III)。而動脈粥樣硬化和阿爾茨海默癥也與該基因的多態(tài)性密切相關。

圖2. APOE多態(tài)性在人群中的分布。APOE3/E3占比最高，幾乎占人群總數的2/3，攜帶一個APOE4以上的占1/4，剩余的占10%。

圖3. APOE多態(tài)性對AD發(fā)病率的影響。APOE3純合人群的AD發(fā)病率設為基準，含有APOE4人群的AD發(fā)病率均高于APOE3純合人群的，兩種雜合含E4/E2和E4/E3患病概率分別是APOE3純合的2.6和3.6倍；而純的E4/E4的AD發(fā)病率則猛增到15.5倍。E2則能降低AD的發(fā)病概率。

圖4. 不同APOE的生理特征。除了AD以外，APOE既與多發(fā)性硬化癥，血管性癡呆，帕金森綜合征等神經疾病相關，也與II型糖尿病，缺血性腦卒中，心血管疾病以及III型高脂蛋白血癥相關。

APOE基因在人體組織的表達

圖5. 人和小鼠APOE基因mRNA相對表達量。肝臟是表達量最高的器官，腎臟、腎上腺、腦和脾臟也是高表達組織；但卵巢和胎盤的表達在人和小鼠的表達卻是截然不同的（同物種內部比較，小鼠和人之間無可比性）。數據來源:NCBI。

推薦文獻：

1. Yamazaki, Y., Zhao, N., Caulfield, T.R. et al. Apolipoprotein E and Alzheimer disease: pathobiology and targeting strategies. Nat Rev Neurol 15, 501–518 (2019). https://doi.org/10.1038/s41582-019-0228-7

2. Bos M M , Noordam R , Blauw G J , et al. The ApoE ε4 Isoform: Can the Risk of Diseases be Reduced by Environmental Factors?[J]. The Journals of Gerontology Series A Biological Sciences and Medical Sciences, 2018.

3. Kockx M, Traini M, Kritharides L. Cell-specific production, secretion, and function of apolipoprotein E. J Mol Med (Berl). 2018 May;96(5):361-371. doi: 10.1007/s00109-018-1632-y. Epub 2018 Mar 7. PMID: 29516132.