关键词:
毛细管区带电泳
珠蛋白肽链
地中海贫血
异常血红蛋白
摘要:
背景与目的血红蛋白是机体生存必需的功能蛋白,分子质量约为64.5KDa,是红细胞内氧及二氧化碳的载体。人体血红蛋白分子结构呈球形,内部有四个含氧血红素,每个血红素与相应肽链之间由共价键相连。人体血红蛋白是由2条α类肽链和2条β类肽链非共价结合形成的四聚体,α类肽链包括ζ链和α-链,β类肽链包括£-链、γ-链、δ-链、β-链。机体在不同发育阶段对氧气的需求是不同的,因此不同发育阶段的血红蛋白肽链组成也有所不同。Hb Gower 1(ζ2ε2).Hb Gower 2 (α2ε2)、Hb Portland(ζ2γ2)是人体胚胎期血红蛋白的主要类型;随着妊娠进程,ζ、ε-珠蛋白基因表达开始减少,γ-珠蛋白基因表达增加,HbF(α2γ2)成为胎儿期的主要血红蛋白,同时机体有少量的HbA2(α2δ2)产生;γ-珠蛋白基因在出生前后关闭,β-珠蛋白基因表达在1岁后达到高峰并维持终生,因此成人期的主要血红蛋白类型为HbA(α2β2).HbA2α2δ2)。血红蛋白病是一类由珠蛋白结构异常或者合成不足引起的遗传性疾病,主要分为地中海贫血(简称“地贫”)和异常血红蛋白。地贫主要是因为珠蛋白基因异常,使珠蛋白肽链合成受到抑制而导致类α肽链和类β肽链失衡的一组遗传性溶血性疾病。根据α-和β-链失衡程度可分为以下三类:(一)地贫基因携带者,此类个体常无明显的临床症状。α-地贫基因携带者基因型多为α/αα,ααΥ/αα αΥα/αα,-α/-α,-α/αΥα;β-地贫基因携带者常见基因型为β+/βN,β0/βN。(二)中间型地贫:该型临床表型严重程度不同,贫血程度也有很大差别。中间型α-地贫又称Hb H病,此类患者基因型多为--/-α或--/αTα。而中间型p-地贫患者的基因型多为β+/β+,β+/β0,β-地贫复合HPFH,6p-地贫。(三)重型地贫:该型包括重型α-地贫和重型p-地贫。由于重型α-地贫四个α-珠蛋白基因缺如,γ-珠蛋白相对过剩,聚集产生Hb Bart's(γ4),又称Hb Bart's胎儿水肿综合征,其基因型为--/--。重型p-地贫的基因型为β0/β+,β0/β0。异常血红蛋白则是因为珠蛋白链的分子结构发生改变,导致相应蛋白结构、功能、合成和/或稳定性产生改变的一组遗传性疾病。表型研究在异常血红蛋白疾病的诊断以及病情预判中占有重要的地位。现阶段用于地中海贫血和异常血红蛋白辅助诊断的临床表型研究指标有平均红细胞体积(MCV),平均红细胞血红蛋白含量(MCH),异常的IbA2、HbF含量以及异常血红蛋白的检出。尽管如此,由于表型与基因关系的复杂性加大了研究的困难,因此联合各种表型检查技术辅助诊断地贫是很有必要的。为了更好的理解地贫,揭示α/非α链不平衡的程度,确定未知异常血红蛋白和监测动物实验以及相关珠蛋白基因疗法的血液学研究,珠蛋白链的成份分析和结构鉴定研究就尤为重要。迄今为止,已报道有多种方法用于珠蛋白肽链分析,包括酶联免疫法测定(Enzyme Linked Immunosorbent Assay, ELISA),凝胶电泳,高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)和反相高效液相色谱法(Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography, RP-HPLC)。但是这些方法仍然面临操作繁琐,样品制备耗时和分辨率有限等缺点。最近,毛细管电泳(Capillary Electrophoresis, CE)技术因其高效率,低样品消耗,分析时间短,溶剂消耗少和分离能力高等优势正在成为人类珠蛋白链分离有吸引力的工具之一。在毛细管应用研究中一些研究人员主要集中于探讨涂层毛细管在珠蛋白链的分离和定量中的应用。然而,商业性涂层毛细管因其昂贵的费用,使用的有限性以及复杂费时的处理过程限制了它在临床实验室的应用。有研究发现在酸性条件下使用未涂层毛细管,以动态涂层替代永久性涂层同样可以获得良好的分离效果。尽管目前出现了基于该法的分析条件,却并没有得到广泛的应用。在实际应用中,我们仍面临许多问题,例如:如何简化复杂的处理过程;如何提高实验效率获得高的分辨率等。毛细管分离性能的提高和条件的优化可能是两个主要的思考方向。另外一个需要面临的问题是,目前所报道的相关文献中的方法条件均有所不同,找到其中的共同规律对于有此类需求的工作而言显然具有重要意义。本研究的主要目的是基于毛细管区带电泳技术建立一种快速珠蛋白肽链分离方法,并探讨该法在提示异常血红蛋白病的临床应用价值,同时为相关工作提供有益的经验。材料与方法1.样本收集:在本研究中,选取20例样本(每种类型地贫各4例)用于前期分离方法的建立和实验条件优化。另选4个样品(正常的成人,正常新生儿,Hb H病,