1.3.3.1. Tính đa hình của gen
Genome của loài người có những biến thể di truyền khác nhau và điểm đó làm nên sự khác nhau giữa các cá thể trong cộng đồng. Phần lớn những biến thể đó là do sựkhác biệt của hàng triệu các điểm đa hình tại những vị trí Nucleotide nhất định nằm giải rác trên toàn bộ genome đã làm thay đổi mã di truyền hoặc làm thay đổi hoạt động của gen. Những điểm khác biệt đó được gọi là những điểm đa hình đơn nucleotide (single nucleotide polymorphisms, SNP). Về mặt tiến hóa, những điểm khác biệt này được giả thuyết là các dạng đột biến trung tính tạo nên sự đa dạng về mặt di truyền giữa các cá thể loài người. Tuy nhiên, một số điểm đa hình SNP có thể liên quan đến khả năng mẫn cảm với bệnh [58], [37], [27].
1.3.3.2. Tính đa hình của gen ALDH2
Trong cùng một cách thức như ADHs của người là tính đa hình, trình tự mã hóa của gen ALDH2 ở người mang một sự thay đổi một Nucleotide có tính chất quyết định tại codon 487 (G A trong exon thứ 12, nghĩa là GAA đối với allen ALDH2.1 và AAA đối với ALDH2.2). Ở cấp độ Protein, sự đa hình gen tương ứng với sự thay thế Glutamat (dạng 1) thành Lysine (dạng 2) dẫn đến việc không hoạt hóa sự hoạt động của Enzyme. Trong các dị hợp tử, sự bất thường của allen ALDH2 trội hơn so với allen ALDH1 bởi vì sự liên hợp giữa allen ban đầu và alen đột biến làm bất hoạt các protein nhiều đơn vị [63].
Một vài nghiên cứu dịch tễ học và lâm sàng được tiến hành để xác định tần số của ALDH2.2 ở người bình thường và người người nghiện rượu. Thông thường, kiểu hình của ALDH được biểu diễn bằng sự điện dihoặc từ việc sinh thiết gan. Phương pháp này có thể không đáng tin cậy vì sự bất hoạt của ALDH trong hệ Protein. Vì mục đích xác định sự đa hình của gen A2, ta cải tiến bằng phương pháp giải trình tự gen ALDH ty thể từ mẫu máu, lỏng hoặc khô trên giấy lọc. Hai allen này được phân biệt với nhau thông qua kết quả cắt giới hạn sau PCR và gây đột biến trong vùng đa hình của gen.
18
Trong điều kiện sinh lý bình thường thì acetaldehyde sinh ra trong tế bào sẽ lập tức được chuyển hóa thành acetate là một chất không độc nhờ hoạt tính của ALDH (giai đoạn 2). Tuy nhiên nếu cơ thể tiếp xúc với một lượng chất cồn quá nhiều, trong một khoảng thời gian dài và cùng với những thay đổi trong hoạt tính của ADH, CYP2E1 và ALDH, có thể do đột biến hay do tác động bởi các kiểu gen khác nhau sinh ra từ các SNP, thì lượng acetaldehyde tăng cao và sẽ là nguồn gốc cho sự hình thành và phát triển ung thư[46], [72].
Hình 1.4. Sơ đồ quá trình chuyển hóa ethanol tại gan
Rượu được chuyển hóa thành acetaldehyde nhờ hoạt tính enzym của ADH và CYP2E1. Acetaldehyde là một chất có độc tính tiếp tục được chuyển hóa thành một chất không độc acetate nhờ ALDH (hình 1.4). Hiện tượng đa hình thái của ADH và ALDH tạo ra các kiểu gen khác nhau có thể gây tích lũy acetaldehyde và dẫn đến sự phát sinh phát triển ung thư.
Gen ALDH2 có các đa hình đơn (SNP) tạo ra các isoenzym có thuộc tính động học khác nhau. Sự thay đổi 2 acid amin tại các vị trí xác định trên gen ALDH2
(exon 12) tạo ra 2 alen đa hình thái là ALDH2*1 và ALDH2*2. Enzym được mã hóa bởi alen ALDH2*1 có Glu ở vị trí 487. Enzym được mã hóa bởi alen ALDH2*2 có Lys ở vị trí 487, là enzym có hoạt tính thấp, gần như bất hoạt trong việc chuyển hoá acetaldehyde thành acetate.
Tỷ lệ alen ALDH2*2 bất hoạt phổ biến ở người Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên. Tuy nhiên tỷ lệ này rất thấp ở người Châu Âu hoặc Châu Phi[64], [32].
19
Sự đa hình thái của gen mã hóa cho các enzym ALDH2 làmcho các enzym có hoạt tính thay đổi. Alen ALDH2*1 mã hoá enzyme có khả năng oxy hóa acetaldehyd trong khi alen ALDH2*2 mã hoá enzyme gần như mất hoạt tính.
Trong một quần thể hay nhiều quần thể khác nhau, thì tốc độ chuyển hóa rượu của từng cá thể khác nhau tùy thuộc cá thể đó mang kiểu gen và alen ALDH2 nào [9]. Vì vậy, bên cạnh rượu có ảnh hưởng gián tiếp đến tổn thương các tế bào và mô cơ quan trong cơ thể thì yếu tố di truyền là yếu tố nguy cơ quan trọng trong việc hình thành và phát triển ung thư.