原發(fā)性高血壓疾病相關(guān)的線粒體基因組全序列分析研究.pdf

1、全球高血壓患者約10億。目前我國約有2億高血壓患者，而且每年新增高血壓患者1000萬人。心血管疾病是全球造成死亡的首要原因，高血壓是首位危險(xiǎn)因素。2003年世界衛(wèi)生組織(WHO)/國際高血壓聯(lián)盟(ISH)估計(jì)高血壓在全球造成了710萬非正常死亡和4.5％的疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。我國人群監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示心腦血管死亡占總死亡人數(shù)的40％以上，每年300萬心血管死亡中至少一半與高血壓有關(guān)，嚴(yán)重影響人類的健康。不僅如此，我國高血壓患者總體的知曉率、治療率和

2、控制率分別低于50％，40％和10％。我國高血壓呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì)，正常高值血壓水平人群占總成年人群的比例不斷增長，尤其是中青年，已經(jīng)從1991年的29％增加到2002年的34％，而且高血壓患病率隨年齡增長而不斷升高，并表現(xiàn)出地域差異性。高血壓按照發(fā)病原因可以分為原發(fā)性高血壓和繼發(fā)性高血壓。原發(fā)性高血壓約占所有高血壓的90～95％。原發(fā)性高血壓是由遺傳和環(huán)境等多因素相互作用引起的。遺傳因素又包括核基因和線粒體基因。由于線粒體在人類進(jìn)化和環(huán)境

3、適應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用，而且一些研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)了原發(fā)性高血壓的母系遺傳規(guī)律。目前報(bào)道的與原發(fā)性高血壓發(fā)病相關(guān)的線粒體突變包括:tRNAMet/tRNAGln A4401G, tRNAPhe C593T和tRNAGln T4353C, tRNAMetA4435G,tRNAIle A4263G、T4291C和A4295G以及12S rRNA A1555G突變等，提示線粒體tRNA基因可能是高血壓發(fā)病相關(guān)的突變熱點(diǎn)區(qū)域。這些突變導(dǎo)致的線粒體tR

4、NA代謝水平、蛋白質(zhì)翻譯水平、呼吸鏈功能、ATP、ROS及氧耗率等的改變表明:線粒體tRNA突變?cè)谠l(fā)性高血壓發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮一定的作用，線粒體基因可能是原發(fā)性高血壓發(fā)病的重要分子機(jī)制之一。1999年，Wallace提出線粒體單體型與疾病相關(guān)的觀點(diǎn)之后，線粒體單體型在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用逐漸受到關(guān)注，一系列重要的研究成果表明線粒體單體型在疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)線粒體單體型J1和J2在LHON的表型表達(dá)中發(fā)揮作用。單體型

5、H可以降低攜帶G11778A突變的LHON外顯率。東亞人群中的研究表明，單體型M7b1'2是攜帶G11778A突變的LHON的危險(xiǎn)因素，而M8a則是攜帶該突變的LHON的保護(hù)因素。單體型N9a則對(duì)2型糖尿病具有保護(hù)作用。因此，本研究針對(duì)上述研究現(xiàn)狀，通過開展原發(fā)性高血壓相關(guān)的線粒體變異關(guān)聯(lián)性分析和線粒體單體型在原發(fā)性高血壓表型表達(dá)中的作用兩方面研究，進(jìn)一步揭示線粒體相關(guān)的原發(fā)性高血壓分子致病機(jī)制，從而為原發(fā)性高血壓疾病的預(yù)防、臨床分子診

6、斷、基因治療以及遺傳咨詢的深入開展提供一定的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 第一部分:線粒體基因變異與原發(fā)性高血壓關(guān)聯(lián)性分析研究
　　 高血壓是心血管疾病的最主要的危險(xiǎn)因素。原發(fā)性高血壓占高血壓的比例為90-95％。研究顯示部分原發(fā)性高血壓家系具有母系遺傳特征。線粒體基因突變可能是原發(fā)性高血壓分子致病機(jī)制之一。目前已經(jīng)報(bào)道的原發(fā)性高血壓相關(guān)的線粒體DNA突變包括:tRNAMet/tRNAGlnA4401G突變，tRNAPhe

7、 C593T和tRNAGlnT4353C突變，線粒體tRNAMet A4435G突變，tRNAIle A4263G、T4291C和A4295G突變以及12S rRNA A1555G突變等。提示線粒體tRNA可能是原發(fā)性高血壓相關(guān)的突變熱點(diǎn)區(qū)域。這些突變影響線粒體tRNA的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而影響線粒體蛋白質(zhì)翻譯，導(dǎo)致ATP合成減少，活性氧分子產(chǎn)生增加，線粒體呼吸功能出現(xiàn)缺陷。線粒體tRNA突變導(dǎo)致的線粒體功能缺陷可能參與了高血壓的發(fā)生發(fā)展。

8、因此，本研究通過對(duì)213例原發(fā)性高血壓患者和210例正常對(duì)照樣本進(jìn)行線粒體全基因組關(guān)聯(lián)分析，保守性分析和二級(jí)結(jié)構(gòu)改變分析等，篩選出可能與原發(fā)性高血壓相關(guān)的線粒體DNA變異，結(jié)果如下: tRNATrp T5553C(U-A↓)， tRNAAla T5628C(U-A↓),tRNAAsp G7521A(A-U↑),tRNAGlu A14696G(G-C↑)和tRNAThr A15951G(A-U↓)等。通過進(jìn)一步完善家系資料，具有明顯母系遺

9、傳特點(diǎn)的家系建立永生化淋巴細(xì)胞株，為下一步開展線粒體功能驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)。
　　 第二部分:線粒體單體型與原發(fā)性高血壓表型表達(dá)的相關(guān)性分析研究
　　 原發(fā)性高血壓是由遺傳和環(huán)境等多因素相互作用引起的。線粒體在人體與環(huán)境相互適應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用，而且在一些研究中發(fā)現(xiàn)原發(fā)性高血壓具有母系遺傳規(guī)律，提示線粒體基因可能是原發(fā)性高血壓發(fā)病的分子基礎(chǔ)之一。除了線粒體疾病相關(guān)的突變研究以外，線粒體單體型在線粒體相關(guān)的疾病中發(fā)揮的作用越來

10、越受到重視，然而原發(fā)性高血壓相關(guān)的線粒體單體型方面的研究仍很缺乏。因此，本研究以213例原發(fā)性高血壓患者和210例正常對(duì)照為研究對(duì)象，結(jié)合已經(jīng)發(fā)表的1849例中國人群線粒體單體型分型的結(jié)果，把423例樣本的單體型分為:A，B4，B5，C，D4，D5，F(xiàn)，G，M*，M7，M8，M9，N9，R9，Y和Z來調(diào)查線粒體單體型在原發(fā)性高血壓表型表達(dá)中的作用。結(jié)果顯示:線粒體單體型M8a和N9在原發(fā)性高血壓組和正常對(duì)照組中具有明顯差異，p＜0.05