原发性高血压的基因机制-RAAS系统基因多态性
发表时间:2009-06-25 浏览次数:642次
作者:韩姗,丛洪良
作者单位:天津市南开大学医学院 天津 300071 天津市胸科医院心内科 天津 300051 【摘要】 原发性高血压(EH)是遗传和环境因素相互作用所致的多因素疾病,对其基因机制的研究有助于从分子水平探讨EH的发病机制。近年来对于EH候选基因多态性的研究逐渐增多,本文即对肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS)基因多态性与EH之间的关系的研究进展作一综述。
【关键词】 原发性高血压; 肾素血管紧张素醛固酮系统; 基因多态性
原发性高血压(essential hypertension, EH)患病率呈逐年上升趋势,根据2004年10月中国卫生部等联合发布的“中国居民营养与健康现状”调查报告显示,我国成人EH患病率为188%,估计目前患者超过15亿,比1991年增加7000多万。EH是遗传易感性和环境因素共同决定的复杂疾病。由于人体血压受多种生理机制的调节,而每种机制又会受多种基因影响,所以许多种基因的多态性均会导致个体对EH的易感性或抵抗性[1]。EH相关的基因多存在于肾素血管紧张素醛固酮系统(reninangiontensinaldosterone system, RAAS)、自主神经系统、内皮系统和某些信号通路等系统中[2],现仅对RAAS系统基因的研究进展作一综述。经典的RAAS系统是肾脏的近球细胞分泌肾素,激活从肝脏产生的血管紧张素原(angiotensinogen, AGT),生成血管紧张素Ⅰ,后者在血管紧张素转换酶(angiotensinconverting enzyme, ACE)的作用下转变为血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ作用于血管紧张素Ⅱ受体(angiotensinⅡreceptor, ATR),刺激肾上腺皮质球状带细胞分泌醛固酮,产生保水保钠的效果;同时血管紧张素Ⅱ可使小动脉平滑肌收缩,以上两种机制均会使血压升高,参与高血压的发生与维持。在该系统中各个部位的基因多态性均会对血压造成影响。
1 AGT基因多态性
11 AGT基因编码区多态性与EH 人AGT基因组全长12 000 bp,cDNA序列全长1030 bp,共有5个外显子和4个内含子,是单拷贝基因。目前研究较多的是AGT基因第2外显子存在的基因突变位点,可分别导致编码产物第235位氨基酸由蛋氨酸突变为苏氨酸(M235T) 和第174位氨基酸由苏氨酸突变为蛋氨酸(T174M) [3]。有研究表明,表达235T的白人个体血浆AGT水平显著高于235M个体,因此更容易患EH,但在黑人和黄种人中则没有这种相关性[4]。然而刘艳[5]等对中国汉族人群的研究显示,M235T在EH发病中也起重要作用。而且,尽管许多研究均证实白人AGT的M235T多态性与EH患病具有相关性,但是,在进行大样本调查时发现,该基因对白人整体血压的影响微乎其微,再一次证明EH是一种多因素疾病[4]。同时,Procopciuc LM等[6]对罗马尼亚人的 研究发现,174M在EH组表达频率高于非EH组。而Robinson M等[7]进一步研究发现该两个基因突变对于收缩压有协同影响。
12 AGT转录调控区的多态性与EHJain S 等[8]研究发现AGT基因启动子的A(217)G变异与EH相关。当核苷A在217位点时,AGT基因启动子与重组的糖皮质激素受体结合更紧密,而糖皮质激素可增加启动子活性,从而使AGT产物增多。而刘艳等[5]研究表明,启动子区域G152A, A20C, G6A多态性与中国汉族人EH发生有相关性。
2 ACE基因多态性 人ACE基因总长为21 000 bp,共有26个外显子和25个内含子。其中最常见的变异的是ACE基因16内含子一段287 bp的Alu序列的插入(insertion, I)和缺失(deletion, D)多态性。如Gunes HV等[9]研究土耳其人发现,DD型血浆ACE的水平和活性明显高于II型和ID型,导致血管收缩、血压升高,并且对ACE抑制剂的敏感性差。而Espinel E等[10]对西班牙人研究发现DD基因型是恶性EH的重要危险因素。但Wang X等[11]对中国哈萨克族人研究发现I/D多态性与EH无关。而Yoo JH [12]对韩国人的研究发现,DD基因型与EH关系在男性更为明显,尤其为老年男性,Todoroki M[13]对日本人研究也有与Yoo JH相似的结论。这表明人种、年龄、性别可能是造成实验结果矛盾的重要混杂因素。同时,也有一些研究表明,功能性ACE多态性位点也可能位于18内含子和3′UTR之间,或在5′UTR处[14]。
3 ATR基因多态性 目前已知的ATR主要有两种亚型:血管紧张素Ⅱ 1型受体(AT1R)和血管紧张素Ⅱ 2型受体(AT2R)。 AT1R介导血管紧张素Ⅱ的主要功能(也即经典RAAS系统功能)。人AT1R基因长度为1080 bp,只有1个外显子,无内含子结构,属单拷贝基因,有1个开放读码框,能编码一种具有7个疏水跨膜片段与G蛋白耦联的细胞膜受体,主要分布在血管平滑肌细胞,含有359个氨基酸残基。现至少发现AT1R有50种不同的多态性,其中,A1166C的多态性研究较多,如李庆祥等[15]研究认为,中国EH人群中,AA基因型可能与血压升高有关;Henskens LH等[16]研究了荷兰EH人群A1166C多态性与静默白质损伤(silent white matter lesions, WMLs)的关系发现(后者可以提示EH所致的早期脑部损害),WMLs较轻的患者多表达含C基因型(CC或CA)。同时,JIN W等[17]研究发现AT1R启动子区域的(810A/T)多态性是中国汉族人群EH合并冠心病发病的危险因素,A基因型在EH合并冠心病的患者中表达频率较高。AT2R所介导的生物学作用多与AT1R相拮抗,主要介导血管舒张、尿钠排泄和平滑肌细胞调亡。此部分研究相对较少,如ZHANG Y等[18]发现AT2R启动子区域的(1334T/C)多态性可能与中国人群EH的进展相关。
4 醛固酮合成酶(aldosterone synthase, CYP11B2)
基因多态性 CYP11B2基因是醛固酮合成的关键酶,主要分布在肾上腺皮质球状带,总基因长约为7 000 bp,含8个内含子和9个外显子,编码的醛固酮合成酶可催化脱氧皮质酮逐步生成皮质酮、18 羟皮质酮和醛固酮。目前研究较多的是位于该基因转录调控区的C(344)T变异。如呼邦传等[19]研究表明,TT纯合子个体的血浆醛固酮浓度要高于TC或CC个体,而在立位时,CC个体的血管紧张素Ⅱ浓度要高于其他两种基因型个体。Henderson SO等[20]研究认为,T等位基因在美籍非洲人种中为EH危险因素,但在拉丁人种中却没有相关性;Yu HM等[21]发现,表达TT和CT基因型的EH患者对血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensinconverting enzyme inhibitors,ACEI)的反应要优于CC基因型患者。总之,目前对于EH相关基因多态性的研究层出不穷,但尚无一种基因被肯定与EH发病相关,这主要是由于对于同一候选基因的不同研究结果常有矛盾,很难达到统一的结论。造成这种矛盾的原因很多,而人种、性别、年龄的差异常成为重要的混杂因素。所以今后研究EH这种多因素疾病的发病相关原因时,应严格控制可能的混杂因素,以避免偏倚的产生。
【参考文献】 [1]Halushka MK, Fan JB, Bentley K, et al Patterns of singlenucleotide polymorphismsin candidate genes for bloodpressure homeostasis[J] Nat Genet, 1999,22:239247
[2]Linda J, Mullins, Matthew A, et al Hypertension, kidney, and transgenics: A fresh perspective[J] Physiol Rev, 2006,86:709746
[3]唐 敏, 戴 勇, 涂植光 原发性高血压基因机制研究进展[J] 国际检验医学杂志, 2006, 27:6164
[4]Matthew E, Dickson, Curt D, et al Genetic basis of hypertension revisiting angiotensinogen Hypertension[J], 2006, 48:1420
[5]刘 艳, 金 玮, 姜正文,等 血管紧张素原基因的六种单核苷酸多态与原发性高血压的相关性[J], 中华医学遗传学杂志, 2004,21:116119
[6]Procopciuc LM, Pop D, Zdrenghea D, et al Genetic analysis of angiotensinogen gene polymorphisms (M235T and T174M) in Romanian patients with essential arterial hypertension[J] Rom J Intern Med, 2005,43:6171
[7]Robinson M, Williams SM Role of two angiotensinogen polymorphisms in blood pressure variation[J] J Hum Hypertens, 2004,18:865869
[8]Jain S, Li Y, Patil S, et al A singlenucleotide polymorphism in human angiotensinogen gene is associated with essential hypertension and affects glucocorticoid induced promoter activity[J] J Mol Med, 2005,83:121131
[9]Gunes HV, Ata N, Degirmenci I, et al Frequency of angiotensinconverting enzyme gene polymorphism in Turkish hypertensive patients[J] Int J Clin Pract, 2004,58:838843
[10]Espinel E, Tovar JL, Borrellas J, et al Angiotensinconverting enzyme i/d polymorphism in patients with malignant hypertension[J] J Clin Hypertens, 2005,7:1115
[11]Wang X, Wang S, Lin R, et al GNB3 gene C825T and ACE gene I/D polymorphisms in essential hypertension in a Kazakh genetic isolate[J] J Hum Hypertens, 2004,18:663668
[12]Yoo JH Deletion polymorphism in the gene for angiotensinconverting enzyme is associated with essential hypertension in men born during the Pacific War[J] Mech Ageing Dev, 2005,126:899905
[13]Todoroki M, Minami J, Ishimitsu T, et al Relation between the angiotensinconverting enzyme insertion/deletion polymorphism and blood pressure in Japanese male subjects[J] J Hum Hypertens, 2003,17:713718
[14]SayedTabatabaei FA, Oostra BA, Isaacs A, et al ACE Polymorphisms[J] Circ Res, 2006,98:11231133
[15]李庆祥, 朱晓玲, 张宇清等 血管紧张素Ⅱ Ⅰ型受体A1166C多态性与高血压左心室肥厚的相关性研究[J] 中国综合临床, 2006,22:4042
[16]Henskens LH, Kroon AA, van Boxtel MP, et al Associations of the angiotensin Ⅱ type 1 receptor A1166C and the endothelial NO synthase G894T gene polymorphisms with silent subcortical white matter lesions in essential hypertension[J] Stroke, 2005,36:18691873
[17]Jin W, Liu Y, Sheng HH, et al Single nucleotide polymorphisms in promoter of angiotensin Ⅱ type 1 receptor gene associated with essential hypertension and coronary heart disease in Chinese population[J] Acta Pharmacol Sin, 2003,24:10831088
[18]Zhang Y, Zhang KX, Wang GL, et al Angiotensin Ⅱ type 2 receptor gene polymorphisms and essential hypertension[J] Acta Pharmacol Sin, 2003,24:10891093
[19]呼邦传, 初少莉, 王继光,等 醛固酮合成酶基因 344T / C多态性与高血压患者血浆醛固酮及血管紧张素Ⅱ水平相关[J] 中华医学杂志, 2006,86:11441147
[20]Henderson SO, Haiman CA, Mack W Multiple Polymorphisms in the renin angiotensinaldosterone system (ACE, CYP11B2, AGTR1) and their contribution to hypertension in African Americans and Latinos in the multiethnic cohort[J] Am J Med Sci, 2004,328:266273
[21]Yu HM, Lin SG, Liu GZ, et al Associations between CYP11B2 gene polymorphisms and the response to angiotensinconverting enzyme inhibitors[J] Clin Pharmacol Ther, 2006,79:581589