Khảo Sát Một Số Biến Thể Trên Gene LDLRAP1 và STAP1 Ở Người Việt Nam Bằng Phương Pháp PCR

• Tác giả: Hồ Châu Quí
• Người hướng dẫn: TS. Trương Kim Phượng
• Trường học: Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Khảo Sát Biến Thể Gene LDLRAP1 và STAP1 Ở Người Việt Nam
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN BỆNH TĂNG CHOLESTEROL MÁU DI TRUYỀN MANG TÍNH GIA ĐÌNH (FH)
• 1.2. TỔNG QUAN GENE MỤC TIÊU
• 1.3. TÌNH HÌNH MẮC BỆNH FH Ở KHU VỰC ĐÔNG NAM Á VÀ THẾ GIỚI
• 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỘT BIẾN CỦA GENE LDLRAP1, STAP1
• 1.5. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘT BIẾN TRÊN GENE LDLRAP1 VÀ STAP1
• 1.6. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TỔNG HỢP (META – ANALYSIS)
• 2. PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Các công cụ tin sinh học
• 2.2. Mẫu bệnh phẩm
• 2.3. Các thiết bị và hoá chất
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Khai thác dữ liệu
• 2.4.2. Phân tích tổng hợp (Meta – analysis)
• 2.4.3. Khảo sát trên máy tính ở gene LDLRAP1 và STAP1
• 2.4.4. Khảo sát thực nghiệm
• 3. PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KHAI THÁC DỮ LIỆU
• 3.2. KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM
• 4. PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Bệnh FH Biến Thể Gene LDLRAP1 và STAP1

Bệnh tăng cholesterol máu di truyền mang tính gia đình (FH) là một rối loạn di truyền phổ biến, gây tăng nồng độ lipoprotein cholesterol mật độ thấp (LDL-C). Đa phần bệnh nhân FH chưa được chẩn đoán và điều trị sớm, đặc biệt ở các nước có thu nhập thấp và trung bình. Việc không được chẩn đoán và điều trị kịp thời làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở độ tuổi trẻ. Nghiên cứu về các biến thể gene LDLRAP1 và STAP1 ở người Việt Nam có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện chẩn đoán và điều trị bệnh FH. Theo Truong và cộng sự (2020), tỷ lệ bệnh nhân FH được chẩn đoán và điều trị sớm thường dưới 1% ở các nước có thu nhập thấp và trung bình, cho thấy sự cần thiết của các nghiên cứu sâu rộng hơn về khảo sát di truyền. Phát hiện sớm các đột biến gene sẽ giúp các biện pháp phòng ngừa bệnh tim mạch được thực hiện hiệu quả hơn. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá đúng nguy cơ mắc bệnh và có phương pháp điều trị phù hợp.

1.1. Tăng Cholesterol Máu Di Truyền FH Khái Niệm Quan Trọng

Tăng cholesterol máu di truyền mang tính gia đình (Familial Hypercholesterolemia - FH) là một rối loạn di truyền trội phổ biến đơn gene, dẫn đến tăng cao nồng độ lipoprotein cholesterol mật độ thấp (LDL – C) trong máu. Việc chẩn đoán và điều trị sớm bệnh FH vẫn còn hạn chế ở nhiều quốc gia. Theo nghiên cứu của Truong et al. (2020), việc điều trị hiệu quả bệnh FH còn gặp nhiều thách thức do tỉ lệ chẩn đoán thấp. Do đó việc khảo sát di truyền nhằm xác định các biến thể gene ở người Việt Nam là vô cùng cần thiết để giúp việc chẩn đoán sớm và điều trị hiệu quả hơn.

1.2. Yếu Tố Nguy Cơ FH Ảnh Hưởng Biến Thể Gene LDLRAP1 và STAP1

Nhiều yếu tố có thể dẫn đến tăng cholesterol máu, bao gồm tuổi tác, giới tính, hút thuốc, chế độ ăn uống, ít vận động và tiền sử bệnh tim mạch của cá nhân và gia đình. Phòng ngừa bệnh FH, dù nguyên phát hay thứ phát, vẫn còn nhiều thách thức do thiếu các triệu chứng rõ ràng. Việc phát hiện, điều trị, chẩn đoán và kiểm soát lượng cholesterol cao trên toàn cầu còn nhiều hạn chế. Các biến thể gene LDLRAP1 và STAP1 có thể ảnh hưởng đến hiệu quả hấp thu và thanh thải LDL trong tế bào gan, làm tăng nồng độ cholesterol toàn phần và LDL-C. Việc hiểu rõ các yếu tố nguy cơ và cơ chế bệnh sinh của FH là rất quan trọng để phát triển các chiến lược phòng ngừa và điều trị hiệu quả.

II. Đột Biến Gene LDLRAP1 STAP1 Liên Quan Đến Bệnh FH

Bệnh FH được biết đến là một bệnh di truyền trên nhiễm sắc thể thường. Gulizia và cộng sự (2020) ghi nhận hai dạng đột biến di truyền: tăng cholesterol máu di truyền trội (ADH) và lặn (ARH). ARH liên quan đến sự chuyển hóa các thụ thể LDL trong gan, dẫn đến tăng cholesterol máu gia đình đồng hợp tử (HoFH). ADH là một trong những rối loạn di truyền thường gặp nhất, đặc trưng bởi nồng độ LDL-C cao, dẫn đến các biến chứng tim mạch. Các biến thể gene trong trường hợp bệnh liên quan đến gene trội (ADH) là gene STAP1, và gene lặn (ARH) là gene LDLRAP1. Phát hiện các đột biến này có thể giúp xác định nguy cơ mắc bệnh và có hướng điều trị phù hợp. Theo Bertolini và cộng sự (2020), gene STAP1 và gene LDLRAP1 có liên quan đến tăng cholesterol máu di truyền.

2.1. ADH và ARH Hai Dạng Đột Biến Di Truyền Gene Thường Gặp

Tăng cholesterol máu di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường (ADH) và tăng cholesterol máu di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường (ARH) là hai dạng đột biến di truyền chính liên quan đến bệnh FH. ADH liên quan đến gene STAP1, trong khi ARH liên quan đến gene LDLRAP1. ADH là một trong những rối loạn di truyền thường gặp nhất, trong khi ARH hiếm gặp hơn. Hiểu rõ cơ chế di truyền của hai dạng này có vai trò quan trọng trong chẩn đoán và điều trị.

2.2. Biến Thể Gene STAP1 và LDLRAP1 Vai Trò Trong Di Truyền FH

Các biến thể đột biến trong trường hợp bệnh liên quan đến gene trội (ADH) là gene STAP1, và gene lặn (ARH) là gene LDLRAP1. Các đột biến này ảnh hưởng đến chức năng của các protein tương ứng, gây ra rối loạn chuyển hóa lipid và tăng nồng độ cholesterol trong máu. Việc xác định các biến thể gene cụ thể ở người Việt Nam sẽ giúp cá nhân hóa điều trị và cải thiện tiên lượng bệnh.

III. Khảo Sát Gene LDLRAP1 STAP1 Phương Pháp PCR và Giải Trình Tự

Các tỷ lệ ở trường hợp mắc bệnh FH (>90%) đột biến ở thụ thể LDL (LDLR) với > 2000 biến thể gây bệnh hoặc có khả năng gây bệnh FH. Khoảng 5% - 10% trường hợp mắc bệnh FH do đột biến ở vùng liên kết với thụ thể LDL của gene APOB. Các đột biến hiếm gặp trong gene STAP1 và LDLRAP1 cũng đã được tìm thấy ở trong bệnh FH có 20 đến 40% trường hợp không phát hiện đột biến hiếm này. Phương pháp PCR và giải trình tự gene được sử dụng để xác định các biến thể gene LDLRAP1 và STAP1. Các kết quả xét nghiệm gene cho phép phát hiện sớm bệnh FH, cung cấp thông tin quan trọng cho tư vấn di truyền và quyết định điều trị. Việc triển khai rộng rãi các phương pháp xét nghiệm này có thể giúp giảm gánh nặng bệnh tật do FH.

3.1. Tầm Quan Trọng của Giải Trình Tự Gene trong Chẩn Đoán FH

Giải trình tự gene là một phương pháp mạnh mẽ để xác định các đột biến trong gene LDLRAP1 và STAP1. Bằng cách giải trình tự DNA của bệnh nhân, các nhà khoa học có thể xác định các biến thể di truyền gây ra bệnh FH. Thông tin này có thể được sử dụng để tư vấn di truyền, giúp bệnh nhân hiểu rõ hơn về nguy cơ của họ và đưa ra quyết định sáng suốt về sức khỏe của mình.

3.2. Kỹ Thuật PCR Khuếch Đại Gene Mục Tiêu Hiệu Quả

Kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) là một phương pháp quan trọng để khuếch đại các đoạn DNA mục tiêu, cho phép phân tích các biến thể gene một cách chính xác và hiệu quả. PCR được sử dụng để tăng số lượng các bản sao của gene LDLRAP1 và STAP1, giúp việc giải trình tự và phân tích trở nên dễ dàng hơn. Quá trình này giúp các nhà nghiên cứu tìm ra đột biến điểm, đa hình gene liên quan đến bệnh FH.

IV. Chức Năng Gene LDLRAP1 STAP1 Ảnh Hưởng Đến Lipid Máu

Gene LDLRAP1 (Low-density lipoprotein receptor adaptor protein 1) mã hóa protein LDLRAP1, một phần quan trọng của quá trình nội tiết qua trung gian clathrin ở gan đối với cholesterol máu. Các biến thể đột biến trên gene LDLRAP1 là nguyên nhân gây ra chứng tăng cholesterol máu di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường (ARH). Gene STAP1 (Signal-transducing adaptor protein 1) cũng đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa lipid máu. Sự giảm thiểu của protein LDLRAP1 và thụ thể LDL do các đột biến null gây ra khiến cho tế bào gan và tế bào lympho không sản xuất đủ protein LDLR. Do đó, việc nghiên cứu chức năng của các protein này và ảnh hưởng của các đột biến là rất quan trọng.

4.1. Vai Trò Của Protein LDLRAP1 Trong Chuyển Hóa Cholesterol

Protein LDLRAP1 là một phần quan trọng của quá trình nội tiết qua trung gian clathrin ở gan đối với cholesterol máu. Protein này có khả năng tái chế thụ thể LDL trên bề mặt tế bào gan, giúp ngăn ngừa các bệnh tim mạch. Các đột biến trên gene LDLRAP1 có thể làm giảm hiệu quả của quá trình này, dẫn đến tăng nồng độ cholesterol trong máu.

4.2. Chức Năng Của Protein STAP1 Tín Hiệu và Điều Hòa Lipid

Protein STAP1 (Signal-transducing adaptor protein 1) tham gia vào nhiều quá trình tế bào, bao gồm truyền tín hiệu và điều hòa lipid. Các đột biến trên gene STAP1 có thể ảnh hưởng đến các quá trình này, dẫn đến rối loạn chuyển hóa lipid và tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Nghiên cứu sâu hơn về chức năng của protein STAP1 có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị mới cho bệnh FH.

V. Tình Hình Nghiên Cứu Biến Thể Gene LDLRAP1 STAP1 Tại VN

Nghiên cứu về biến thể gene LDLRAP1 và STAP1 ở người Việt Nam còn hạn chế. Tuy nhiên, việc xác định các đột biến gene phổ biến trong cộng đồng có ý nghĩa quan trọng trong việc tầm soát và điều trị bệnh FH. Nghiên cứu này áp dụng phân tích tổng hợp để phản ánh mức độ đột biến trên các gene LDLRAP1 và STAP1 một số biến thể nổi trội nằm trên các nhóm bệnh nhân tăng cholesterol trong máu dạng tiên phát trên thế giới. Đồng thời, bước đầu xây dựng quy trình PCR kết hợp giải trình tự trên 2 gene mục tiêu LDLRAP1 và STAP1 ở nhóm người bệnh tăng cholesterol trong máu ở Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà di truyền học, bác sĩ và bệnh nhân.

5.1. Phân Tích Dữ Liệu Tổng Hợp Mức Độ Đột Biến Gene

Phân tích dữ liệu tổng hợp (meta-analysis) được sử dụng để đánh giá mức độ đột biến trên các gene LDLRAP1 và STAP1 ở các nhóm bệnh nhân tăng cholesterol máu trên thế giới. Phương pháp này cho phép tổng hợp các kết quả từ nhiều nghiên cứu khác nhau, cung cấp cái nhìn tổng quan và chính xác hơn về tần suất và phân bố của các biến thể gene.

5.2. Xây Dựng Quy Trình PCR Giải Trình Tự Gene Tại Việt Nam

Việc xây dựng quy trình PCR kết hợp giải trình tự trên hai gene mục tiêu LDLRAP1 và STAP1 ở người Việt Nam là một bước quan trọng trong việc phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị FH hiệu quả. Quy trình này cho phép xác định các biến thể gene cụ thể ở người Việt Nam, từ đó cá nhân hóa điều trị và cải thiện tiên lượng bệnh.

VI. Kết Luận Ý Nghĩa Nghiên Cứu Gene LDLRAP1 STAP1 và FH

Nghiên cứu về biến thể gene LDLRAP1 và STAP1 ở người Việt Nam có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa bệnh FH. Việc phát hiện sớm các đột biến gene sẽ giúp triển khai các biện pháp phòng ngừa bệnh tim mạch hiệu quả hơn. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá đúng nguy cơ mắc bệnh và có phương pháp điều trị phù hợp. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các chương trình tầm soát di truyền và tư vấn di truyền cho các gia đình có nguy cơ mắc bệnh FH. Ứng dụng y học cá nhân hóa trong điều trị FH là một hướng đi đầy hứa hẹn.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Tầm Soát và Tư Vấn Di Truyền FH

Tầm soát di truyền và tư vấn di truyền đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các cá nhân và gia đình có nguy cơ mắc bệnh FH. Tầm soát di truyền giúp phát hiện sớm các biến thể gene gây bệnh, từ đó có thể triển khai các biện pháp phòng ngừa và điều trị kịp thời. Tư vấn di truyền cung cấp thông tin và hỗ trợ cho các gia đình, giúp họ hiểu rõ hơn về nguy cơ của mình và đưa ra quyết định sáng suốt về sức khỏe.

6.2. Y Học Cá Nhân Hóa Hướng Đi Mới Trong Điều Trị FH

Y học cá nhân hóa là một hướng đi đầy hứa hẹn trong điều trị bệnh FH. Bằng cách phân tích các biến thể gene cụ thể của từng bệnh nhân, các bác sĩ có thể đưa ra các phác đồ điều trị phù hợp và hiệu quả hơn. Ứng dụng y học cá nhân hóa có thể giúp giảm thiểu tác dụng phụ của thuốc và cải thiện tiên lượng bệnh cho bệnh nhân FH.