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(收稿日期:2014—07—25) (本文编辑:甘辉亮) [10]HaseMgg MR,Hirsch JI,Merchant RE.Distirbution of adoptively transferred,tumor—sensitized lymphocytes in the glioma-bearing rat .综述与讲座. 高血压遗传病因机制研究进展 沈玉娥,周辰光 [关键词]高血压;遗传病因 [中图分类号] R544.1 [文献标识码] A [DOI] 10.3969/j.issn.1009—0754.2014.06.048 gle nucleotide polymorphisms,SNP)检测开创了一种全新的高 高血压以血压慢性升高为特点,并在全球范围内影响到 20%~30%的人口,是致全球心血管疾病发病率和死亡率显 著增加的因素之一…。Lawes等 最近研究发现,全球范围 内13.5%过早死亡,54%中风和47%缺血性心脏疾病是由高 血压所引起;高血压所造成的经济损失成为80%的低收入和 血压遗传病因的研究方式。近年来大型GWAS研究机构进 行了大量与血压及高血压相关的单核苷酸多态性检测和分 析并取得了突破性进展。 1.1 Global—Bpgen组织 Global—Bpgen组织对34 433名欧 中等收入国家的沉重负担,并且一半以上高血压发生于45— 69岁人群中。不良生活方式,如膳食中摄盐过多、饮酒过量、 裔受试者的250万个SNPs进行了检测及基因分型,从而确 定了达全基因组差异水平(P<5×10 )的8个基因位点,分 别位于CYP17A1、CYP1A2、FGF5、SH2B3、MTHFR、 clOorfl07、ZNF652和PLCD3附近,与高血压的相关性也经 定性分析所证实 J。 1.2 CHARGE组织CHARGE对29 136名欧裔受试者的 体质量指数升高和运动缺乏等,均能显著地升高血压 J。高 血压家族聚集性现象表明,遗传作用与血压升高具有较强且 大量的相关性,高血压家族遗传学特征及双生子的研究提供 了最有说服力的证据。高血压家族聚集性研究表明 J,在一 般人群中父母与子女之间以及兄弟姐妹之间的高血压患病 一250万个SNPs基因分型并且与Global BPgen(n=34 433)进 行联合meta分析,发现CYP17A1,SH2B3/ATXN2和CSK/ ULK3/CYP1A2与Global Bpgen进行的meta分析结果相一 致,达全基因组差异水平。除上述3个基因外,还新发现5个 (ATP2B1、PLEKHA7、CACNB2、TBX3/TBX5、ULK4)与血压相 致率高达20%一66%;多个双生子研究结果均估计血压遗 传度超过50%,该现象表明超过一半的血压变化可归结为累 积的遗传效应 J。据此假设,血压是在大量的基因控制之 下,而每个基因对血压只具有相对较弱的影响。因此,用传 统的方法,包括候选基因筛选和基因连锁研究,很难发现那 些对血压有影响的基因变异。近年来,基因分型技术的快速 关的基因位点达全基因组意义 J。ATP2B1与血压3种表型 (收缩压、舒张压和高血压)均显著相关;CACNB2也有明确证 据显示与血压3种表型相关;SH2B3只与收缩压和舒张压2 种血压表型显著相关。 1.3其他GWAS继以上2个GWAS研究确定了13个与 发展,使大规模的全基因组关联研究成为可能。 1全基因组关联研究 全基因组关联研究(genome wide association studies, GWAS)就高血压和血压特征所进行的单核苷酸多态性(sin 血压相关的基因位点之后,一项新的GWAS研究对29个研 究中69 395名欧裔受试者2.5万SNP进行了基因分型,经 meta分析后确定存在于28个基因座中的29个基因位点与 [作者单位]200433上海,海军医学研究所门诊部(沈玉娥) 广州军区桂林疗养院(周辰光) 血压相关(P<0.01),均超过GWAS差异水平,其中有l6个 海军医学杂志2014年11月第35卷第6期Journal of Navy Medicine,Vo1.35,No.6,Nov.2014 ・521・ 是新发现的位点(MOVIO、SLC4A7、MECOM、SLC29A8、 GUCY1A3一GUCY1B3、NPR3一C5orf23、EBF1、HFE BAT2一BAT5 PLCE1、ADM、FLJ32810一TMEMI33、FUR1N-FES,G 、 G1、GNAS—EDN3) J。先前报道过的13个位点中,只有 PLCD3未被该研究所证实。 2参与血压生理调节的部分基因及可能机制 2.1 10q24附近基因 对于收缩压,最强的相关位点是在 10q24附近,该基因座包括6个基因,最主要是CYP17A1,该 基因编码细胞色素P450酶CYP17A1(也被称为P450c17), 介导类固醇17d一羟化酶和17,20.裂解酶的活性,主要参与盐 皮质激素和糖皮质激素的生物合成,从而影响肾脏对钠离子 的处理,其次是参与性激素的生物合成。CYP17A1错义突变 可致肾上腺皮质增生,主要表现为高血压、低血钾、血浆肾素 和醛固酮水平低等 。该区域的其他五个基因目前认为似 乎与血压调节并不太相关。CYP1A2基因编码细胞色素 P450酶,与舒张压相关。最强SNP为rs1378942(MAF= 0.36,P=1×10-2 ),位于15q24附近CSK的内含子。细胞 色素P450酶主要负责药物和异物在肝脏中生化代谢和花生 四烯酸衍生物细胞代谢,部分酶的活性直接影响肾功能、周 围血管张力和血压的调节。组织中广泛表达CYP1A2,在肝 脏中产生的CYP450酶约占15%,介导多种药物的代谢。 2.2 FGF5 FGF5位于4q21区域,编码成纤维细胞生长因 子5,与舒张压有关。FGF5是成纤维细胞生长因子(FGF)家 族的成员,能够刺激细胞生长和包括心肌细胞在内多种类型 细胞增殖,并且与心脏血管生成有关”…。 2.3 SH2B3/ATXN2 SH2B3/ATXN2位于12q24上,与舒张 压相关。SNP rs653178(MAF=0.47,P=3×10 )是A XN2(Ataxin)基因的内含子,与SH2B3的错义SNP密切相 关。等位基因rs3184504,主要与舒张压升高相关,但最近证 实也与I型糖尿病、乳糜泻…J、嗜酸性粒细胞计数、心肌梗 死及高血压相关 12]。SH2B3蛋白(又称淋巴细胞特异性连 接蛋白,LNK)是含有SH2结构域蛋白的亚家族成员之~,参 与生长因子、细胞因子及免疫受体信号传导。在小鼠实验 中,发现该蛋白主要在造血前体细胞、脑、睾丸和肌肉组织中 表达 13]。SH2B3基因错义SNP通过细胞的免疫系统以外的 细胞活动而影响血压,目前还未发现血压和自身免疫性疾病 之间存在直接联系。 2.4 MTHFR MTHFR位于1p36,编码甲基四氢叶酸还原 酶,与收缩压相关。MTHFR区域包括多个似乎于血压相关 的候选基因:MTHFR、CLCN6、NPPA、NPPB和AGTRAP。 NPPA和NPPB编码的利钠肽,具有扩张血管和促进尿钠排 泄的作用,NPPA基因敲除小鼠可出现盐敏感性高血压。最 近的一项研究发现 ̄5068的等位基因(位于NPPA的3 非翻 译区),与升高心房利钠肽和B型利钠肽血浆水平,以及降低 血压有较强相关 14[。CLCN6基因编码神经元型氯离子通 道,此前未发现该通道参与血压的生理调节,但发现肾型氯 离子通道的罕见基因突变却可致血压极度升高或降低。最 后,AGTRAP(编码血管紧张素Ⅱ受体相关蛋白)通过与血管 紧张素1I I型受体相互作用负血管紧张素Ⅱ水平,血管 紧张素Ⅱ是肾素.血管紧张素一醛固酮系统的重要组成部分, 也是降血压治疗的主要靶点之一。 2.5 ClOorfl07 ClOorfl07基因簇位于1Oq21,与舒张压有 关,是一种未知功能的开放阅读框架。该区域附近的基因主 要有ARID5B(富集AT交互结构域5B),TMEM26(跨膜蛋白 26),RTKN2(RhoAGTP酶效应物、Rho靶蛋白_2)和 RHOBTB1(RhoBTB GTP酶)。Rho家族GTP酶可把鸟嘌呤 磷酸转化为无活性的鸟嘌呤二磷酸,其他GTP调节酶主要参 与盐敏感高血压的调节 。ARID5B基因是富含AT交互结 构域的转录因子家族成员,在心血管组织中高表达且参与平 滑肌细胞分化。 2.6 ZNF652 ZNF652(锌指蛋652)和P船(prohibitin)基 因位于17q21区域,与第五舒张压相关,此前未发现该类基 因与高血压或其他心血管疾病相关,Niu等 发现ZNF652 变异能够改变中国汉族人高血压的易感性。 2.7 PLCD3 PLCD3位于17q21区域,编码磷脂酶C一亚型,与 SBP相关。PLCD3是磷脂酶C家族成员,参与血管平滑肌信号 传导和血管紧张素Ⅱ、内皮素等血管活性肽的活化 ]。该区域 的其他基因包括:HEXIM1和HEXIM2(编码hexmethylene双乙酰 胺诱导蛋白1,2),与心脏肥厚、心肌生长和炎症有关。 2.8 ATP2B1 ATP2B1被认为与收缩压,舒张压和高血压 均相关并且达全基因组显著性差异水平。该基因编码P 一 CA1,一种表达于血管内皮细胞的质膜钙/钙调蛋白依赖ATP 酶,主要参钙离子从胞质向胞外的转移。动物实验研究发现 与血压正常大鼠相比,自发性高血压大鼠主动脉平滑肌细胞 PMCA1mRNA表达水平升高,与ATP2B1在血压中的调节作 用相一致 。遗传变异可通过改变编码蛋白质结构或基因 表达水平(即蛋白质数量)而改变血压的调节。 2.9 CACNB2 CACNB2编码电压门控性钙通道的口_2亚基 且与舒张压相关,部分证据显示与收缩压和高血压也相关。 该基因在心脏高表达,CACNB2非意义突变可诱发布加综合 征l19]。CACNB2是电压门控性钙通道基因家族的成员之一, 部分参与血压调节并且是钙通道阻滞剂的治疗靶点。 2.10 TBX5 TBX5基因突变(T—box转录因子5)可造成心 脏错构并且改变NPPA表达。CSK编码胞质酪氨酸激酶,该 酶参与血管紧张素Ⅱ依赖性血管平滑肌细胞分化。目前对 于ULK3或ULK4了解不多,至于这些基因变异对于血压产 生怎样的影响也更无所知。 2.11 M 3与G C¨ 3一GUCY1B3 NPR3和GUCY1A3一 GUCY1B3 2个基因编码环鸟苷酸,通过利钠肽和相关的一氧 化氮信号传导通路影响血压 17-18]。NPR3编码利钠肽清除受 体(NPR—C), 基因敲除小鼠可致血浆中利钠肽清除减 少和血压降低 J。GUCY1A3和GUCY1B3编码可溶性鸟苷 酸环化酶 和卢亚基,小鼠模型中敲除该基因中任何一个均 可致血压升 。ADM编码肾上腺髓质素,具有利钠,扩血管 和降血压的作用 。ZNF831接近于GNAS—EDN3基因,是 一个较受关注的新发现的候选基因之一。 ・522・ 海军医学杂志2014年11月第35卷第6期Journal of Navy Medicine,Vo1.35,No.6,Nov.2014 2.12 SLCA-A7与PLCE1 SLG4A7与PLCE1通过参与肾脏生理 或病理活动而影响血压水平。SLG4A7是电中性的碳酸氢钠联 合转运体,主要在肾和血管平滑肌中表达。PLCE1(磷脂酶cI8_ 1亚型)是肾小球足细胞正常生长发育中具有重要作用的基因, PLCE1变异可致家族性肾病综合征和终末期肾病。蜀J。 2.13 HFE与SLC39A8 HFE与SLC39A8基因参与金属离 子转运,该基因错义突变可致血压水平异常。HFE基因编码 氨基酸63(H63D)His/Asp构型,在遗传性血色病中是一个 低外显率等位基因 J。SLC39A8编码锌、镉和锰的转运 体 ,最近研究发现,与血压相关的SLC39A8等位基因还与 高密度脂蛋白胆固醇水平和体质量指数有关 。 [参考文献] [1]Delles c,McBride MW,Graham D,et a1.Genetics of hyperten— sion:from experimental animals to humans[J].Bicohim Biophys Acta,2010,1802(12):1299-1308. 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