Apolipoproteine sind strukturelle Bestandteile von Lipoproteinpartikeln, die an der Lipoproteinsynthese, -sekretion, -verarbeitung und -stoffwechsel beteiligt sind. Apolipoproteine spielen eine entscheidende Rolle im Blutfettstoffwechsel. Defekte in Apolipoprotein E (Apo E) sind für familiäre Dysbetalipoproteinämie oder Typ-III-Hyperlipoproteinämie verantwortlich, bei der ein erhöhter Plasmacholesterin- und Triglyceridspiegel auf eine beeinträchtigte Clearance von Chylomicron- und Lipoproteinresten mit sehr geringer Dichte (VLDL) zurückzuführen ist.
Das humane APOE-Gen befindet sich auf Chromosom 19. Die 3 gemeinsamen APOE-Allele werden mit e2, e3 und e4 bezeichnet, die für die Apo E-Isoformen E2, E3 bzw. E4 kodieren. E3, die häufigste Isoform bei Kaukasiern, zeigt Cystein (Cys) an Aminosäureposition 112 und Arginin (Arg) an Position 158. E2 und E4 unterscheiden sich von E3 durch einzelne Aminosäuresubstitutionen an Position 158 bzw. 112 (E2: Arg158) – > Cys; E4: Cys112- > Arg). Die Allelfrequenzen für die meisten kaukasischen Populationen sind wie folgt:
-e2 = 8% bis 12%
-e3 = 74% bis 78%
-e4 = 14% bis 15%
E2 und E4 sind beide mit höheren Plasmatriglyceridkonzentrationen assoziiert. Über 90% der Personen mit Typ-III-Hyperlipoproteinämie sind homozygot für das e2-Allel. < 10% der für das e2-Allel homozygoten Personen weisen jedoch eine offene Typ-III-Hyperlipoproteinämie auf. Dies legt nahe, dass andere genetische, hormonelle oder Umweltfaktoren zur phänotypischen Expression der Krankheit beitragen müssen. Das e4-Allel wurde mit reinen Erhöhungen von Lipoproteinen niedriger Dichte (LDL) in Verbindung gebracht. Patienten mit einem Lipidprofil, das mit einer Hyperlipidämie vom Typ III übereinstimmt, sind Kandidaten für die Analyse ihres APOE-Genotyps.
Das APOE-Gen ist auch ein bekanntes Anfälligkeitsgen für die Alzheimer-Krankheit. Das e4-Allel ist dosisabhängig mit einem erhöhten Risiko für die Alzheimer-Krankheit, insbesondere die spät einsetzende Krankheit, verbunden. Dieses Risiko wird auch von anderen Faktoren beeinflusst. Es wird geschätzt, dass Personen mit dem APOE e3 / e4-Genotyp ein 4-faches relatives Risiko für die Alzheimer-Krankheit haben, während Homozygoten für das e4-Allel ein 12-faches relatives Risiko haben. Mehrere Studien haben eine schützende Wirkung des APOE e2-Allels vorgeschlagen.
Das APOE e4-Allel ist jedoch für die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit weder ausreichend noch notwendig.
Ungefähr 50% der Personen mit Alzheimer-Krankheit tragen ein e4-Allel, und viele Personen mit einem e4-Allel werden niemals eine Alzheimer-Krankheit entwickeln. Die Verwendung der APOE-Analyse für Vorhersagetests für die Alzheimer-Krankheit wird derzeit vom American College of Medical Genetics aufgrund des begrenzten klinischen Nutzens und des schlechten Vorhersagewerts nicht empfohlen.