原发性高血压危险因素的易感基因及其非编码RNA研究进展1）

李鸿翔，梁 烨，李天资，李近都

高血压是由多种因素导致的以动脉血压持续升高为主要表现，影响全球1／3人口健康，具有高度遗传异质性的复杂疾病［1，2］，是脑卒中、冠心病、心功能不全、肾脏疾病等多种疾病的重要危险因素，全球每年约1 400多万人死于其相关性的疾病［3］。原发性高血压（PH）的发生机制未完全清楚，现场和遗传流行病学研究证实其与环境和遗传因素相关，是由基因和环境综合作用所致［4］。从遗传学角度来讲PH并不符合经典的孟德尔单基因遗传规律，属多基因遗传性疾病，环境因素主要涉及生活方式、饮食习惯、文化与职业等方面［5］，研究认为体能活动较少，高蛋白，高热量饮食，酗酒或服用某些药物等是PH的危险或致病因素［6］，基因是指有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本遗传单位，非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA），缩写RNA是指各种不翻译成蛋白质的RNA分子。是近年来医学、药学及其分子生物学的研究热点［7］。现回顾其与PH危险因素关系的研究情况。

1 高血压及其发病机制

流行病学研究提示，高血压的发病和遗传因素与环境因素的共同作用有关，其遗传度在家系研究中为20%～40%，在双生子研究中则高达60%［8］。通常将高血压分为原发性和继发性两种，PH占95%以上，随着人们生活水平的不断提高，生活方式也在不断地变化，因膳食结构和体能消耗比例失衡，PH全人群的患病率有逐年上升和向低龄化发展趋势［9］，成为当今负担最重的疾病之一，常伴有脂肪和糖代谢紊乱，以及心、脑、肾和视网膜等器官功能性或器质性改变，即器官重塑为特征的全身性疾病［10］。PH的病因及其发病机制复杂，迄今尚未完全阐明［11］。目前认为PH有多种发病因素和复杂的发病机制，中枢神经系统功能失调，体液、内分泌、遗传、肾脏、血管压力感受器的功能异常，细胞膜离子转运异常，以及环境因素、生活习惯、社会因素等等均可能参与发病过程［12］。肥胖、糖尿病、血脂异常和胰岛素抵抗等是PH的重要危险因素，因此寻找PH易感基因或致病因素的策略都倾向于从肥胖、糖尿病、血脂异常和胰岛素抵抗等的易感基因或致病因素中进行［13］。

2 单核苷酸多态性及其与高血压关联性

分子生物学从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学［14］。生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，近30年来分子生物学蓬勃发展［15］。迄今为止，人类对以基因为单位和以区域为单位的高血压研究已有30多年［16］，经历了第一代限制性内切酶片段长度多态性到第二代短串联重复序列以至第三代单核苷酸多态（Single nucleotide polymorphism，SNP）［17］，通过候选基因方法，认为高血压候选基因总数应当大于200种，包括交感神经系统、肾素-血管紧张素-醛固酮系统、下丘脑-垂体轴、内皮素、利钠肽、前列腺素、激肽释放酶-激肽系统、细胞内信使、类固醇激素、生长因子和激素、骨架蛋白和黏附分子、糖代谢、脂质代谢、载脂蛋白、离子通道或转运体等［18］，基于SNP芯片技术的全基因组关联研究（Genome-wide association studies，GWAS）为高血压易感基因的筛选开辟了新纪元［19］。GWAS基于连锁不平衡原理，同时选择几十万甚至上百万个多态位点代表基因组范围内的遗传变异，应用高通量的基因分型平台进行检测，分析全基因组范围内的遗传变异与所研究疾病表型之间的关系［20］。GWAS不需要事先提出研究假设，在全基因组水平上筛选疾病候选基因，研究设计多采用多阶段多中心的病例-对照研究，继而应用多个独立的研究进行重复验证，样本量较大，数据可靠且具有可重复性［21］。近年来，世界范围内对高血压的GWAS发展迅速，大量GWAS报道了高血压发病机制中遗传因素的作用，新发现了一系列血压水平相关基因序列变异［22］。美国对1 327名参与者的70 987个SNPs进行分析，与收缩压（SBP）和舒张压（DBP）关联最显著的位点分别为1p31.3区域的rs10493340（P＜0.01）和8q13.3区域的rs1963982（P＜0.01）［23］。研究人员对20万名欧洲进行全基因 组 扫 描，发 现 rs2932538、rs13082711、rs419076 3、rs13107325、rs13139571、rs1173771、rs633185、rs2521501、rs11953630、rs1799945、rs805303、rs4373814、rs932764、rs7129220、rs17608766、rs1327235和rs6015450等17个与血压有相关的遗传位点，其中 NPR3-C5orf23、ADM、GUCY1A3-GUCY1B3、FURIN-FES、GNAS-EDN3和GOSR2等6个位点与左心室壁厚度、中风和冠状动脉病有关［24］。我国研究发现FGF5基因rs16998073（P＜0.01）和ZNF652基因rs16948048（P＜0.01）的频率在高血压组和对照组中的分布具有统计学意义［25］。但因种种原因，高血压易感基因的研究在不同地区、不同人群中不易重复［26］。

3 非编码RNA及其与高血压关联性

基因组测序结果显示，具有编码蛋白质功能的基因仅占全部基因组序列大约1.5%，然而许多非编码调控序列转录成非编码RNA，意味着非编码RNA在负责的有机体中占有重要的位置。非编码RNA在调控发育、分化和代谢等多个生物学过程的重要性已引起生物学界的高度关注［26］。非编码RNA，包括miRNA、siRNA等为代表的短小RNA和长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）［27］。

3.1 Micro RNAs（miRNAs） 其大小长（20～25）个核苷酸，是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能非编码RNA。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默复合体（RISC），通过碱基互补配对的方式识别靶m RNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶m RNA或者阻遏靶m RNA的翻译［28］。研究表明，微小RNA（miRNA）在高血压病的发生发展过程中起着重要作用［29］。到目前为止，人们通过生物信息学预测、直接克隆等技术，在动植物及病毒中已经发现几万个miRNA分子，但只有一小部分miRNAs生物学功能得到阐明［30］。实验证据表明miR-155参与了血细胞生成、炎症和免疫等多种生物学过程，对高血压病患者的研究认为miR-155通过调节AT1R的表达水平进而调节主动脉成纤维细胞的表型分化［31］。miR-155减弱血管紧张素Ⅱ诱导的α平滑肌中肌动蛋白的表达，与血压呈负相关［32］。miR-122在调节脂质代谢和内皮功能障碍，miR-124参与肾素-血管紧张素-醛固酮系统的调节，miR-1和miR-133的表达水平能抑制心肌细胞的凋亡，miR-143影响胰岛素抵抗等等，参与了对血压的调节［33］。

3.2 lncRNA 是一类转录本长度大于200bp的RNA，其本身缺乏明显的开放阅读框，位于细胞核内或胞质中，不参与蛋白质编码功能，以RNA形式在表观遗传学上、转录及转录后等多种层面上调控基因的表达水平。与具有高度保守性miRNA相比，lncRNA在不同物种间的保守性差。lncRNA主要由RNA聚合酶Ⅱ所转录，起先被认为是基因组转录的“噪音”，不具有任何生物学功能，但近年的研究已表明，lncRNA参与X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程［34］。尽管对lncRNA的生物学功能和分子作用机制尚未清楚，但人们已发现lncRNA在生物体参与生长发育、分化、细胞凋亡等重要过程，例如，lncRNA通过抗凋亡活性调控小鼠红细胞的分化发育与凋亡［35，36］。随着lncRNA不断被发现，研究人员越来越关注lncRNA在各种生物学过程以及疾病中的功能［37］。在PH细胞中，某些特定的lncRNA表达水平会发生明显改变，可能与许多生物学过程有密切联系。研究初步认为lneRNA-gad参与了脂质诱导的氧化应激，ncRNA-β2.7RNA可显著减少活性氧的产生，减少内皮细胞的凋亡，ASlncRN对血管的生长发育与促进血管形成等等，来保障机体对血压的调节机制［38］。

4 结 语

易感基因及其非编码RNA在细胞分化，生物发育及疾病发生发展过程中发挥巨大作用。随着对其作用机制的进一步深入研究，将会使人们对于高等真核生物基因表达调控的网络理解提高到一个新的水平。也将使其成为高血压病因诊断的新的生物学标记，还可能使得这一分子成为药靶，或是模拟这一分子进行新药研发，这将可能会给高血压的治疗提供一种新的手段。

［1］ 李天资，韦华，潘兴寿，等.成人高血压与高尿酸血症患病相关性分析［J］.中国公共卫生，2010，26（3）：273-275.

［2］ 李天资，陆克兴，潘兴寿，等.原发性高血压左心室肥厚患者纤溶功能的变化［J］.中华高血压杂志，2008，16（9）：843-844.

［3］ 陆克兴，李天资，潘兴寿，等.胰岛素抵抗与血脂异常研究进展［J］.右江医学，2006，34（4）：425-426.

［4］ 陆克兴，李天资，潘兴寿，等.壮族高血压患者胰岛素抵抗研究［J］.临床荟萃，2007，22（3）：196-197.

［5］ 陆克兴，李天资，潘兴寿，等.高血压患者胰岛素与血糖交互的关系［J］.中华高血压杂志，2007，15（15）：421-422.

［6］ 陆克兴，李天资，潘兴寿，等.壮族人群高血压与血脂水平关系的分析［J］.临床心血管病杂志，2008，24（2）：151-152.

［7］ 吕嘉荣，沈智杰，王英杰，等.117例急性冠脉综合征病人CYP2C19基因多态性及中医证型分布的研究［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2013，11（12）：1427-1429.

［8］ 蓝家富，李天资，梁烨，等.高血压颈动脉斑块阳性患者氧化应激功能变化［J］.山东医药，2010，50（33）：43-44.

［9］ 李天资，潘兴寿，蓝景生，等.老年高血压伴高尿酸血症患者血小板活化与纤溶功能的变化［J］.第三军医大学学报，2010，32（22）：2465-2467.

［10］ 刘洪，江洪，罗纲，等.替米沙坦治疗伴代谢综合征性高血压的疗效观察［J］.中华临床医师杂志（电子版），2011，5（4）：1181-1182.

［11］ 蓝家富，梁烨，李天资，等.高血压颈动脉斑块阳性患者纤溶功能与血小板活化的变化［J］.右江民族医学院学报，2012，34（2）：129-131.

［12］ 赵艳英，李天资，李心洁.大学生高尿酸血症高血压患病情况及其与血脂关系分析［J］.中国学校卫生，2010，31（10）：1232-1233.

［13］ 李鸿翔，梁烨，李天资，等.靖西县壮族居民高血压病患病及影响因素分析［J］.中国公共卫生，2012，5：585-587.

［14］ 李鸿翔，黄照权，李天资，等.广西靖西县居民高血压、肥胖、糖尿病患病率的调查［J］.广西医学，2012，28（4）：393-395.

［15］ Lee JT.Epigenetic regulation by long noncoding RNAs［J］.Science，2012，338（6113）：1435-9143.

［16］ 卢冠铭，李天资.创伤应激反应与胰岛素抵抗关系的研究进展［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2013，11（2）：213-214.

［17］ 潘兴寿，李天资，陆克兴，等.壮族高血压患者胰岛素水平与职业的关系［J］.右江医学，2008，36（6）：647-648.

［18］ 卢冠铭，梁烨，李天资，等.凤山县壮族居民三酰甘油异常及其相关危险因素调查［J］.现代预防医学，2013，40（17）：3211-3213；3217.

［19］ 陈祥文，梁烨，李天资，等.凤山县壮族居民生活习惯及高血压患病情况调查［J］.中国公共卫生，2013，29（9）：1363-1365.

［20］ 李海文，陆克兴，梁烨，等.右江矿务局职工糖尿病患者体重指数、血压、血脂和血尿酸水平变化特点分析［J］.右江医学，2013，41（5）：684-685.

［21］ Marques FZ，Campain AE，Tomaszewski M，et al．Gene expression profiling reveals renin mRNA overexpression in human hypertensive kidneys and a role for microRNAs［J］.Hypertension，2011，58（6）：1093-1098.

［22］ 陈祥文，梁烨，李天资，等.凤山县壮族糖尿病患病情况与居民生活习惯调查分析［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2013，11（3）：309-311.

［23］ 李清锋，黄照权，李天资，等.痛风性关节炎与颈动脉狭窄及慢性血管疾病危险因素分析［J］.广西医学，2012，34（9）：1123-1125；1129.

［24］ 陆荣臻，李近都，李天资.胰岛素抵抗与麻醉安全性关系研究进展［J］.医学与哲学（B），2013，34（7B）：65-66；91.

［25］ 李心洁，李天资，赵艳英，等.壮、汉族大学生血尿酸及血脂水平调查［J］.中国公共卫生，2011，27（6）：792.

［26］ 陆克兴，李天资，梁烨.壮族人群自然情况及高血压流行特点研究［J］.医学与哲学（B），2012，33（12）：30-31；46.

［27］ Novikova IV，Hennelly SP，Sanbonmatsu KY.Sizing up long noncoding RNAs：Do lncRNAs have secondary and tertiary structure［J］.Bioarchitecture，2012，2（6）：189-199.

［28］ 陆积新，梁烨，李天资，等.贵港市覃塘区壮族高血压、糖尿病和肥胖症调查［J］.中国医药科学，2012，2（23）：11-12.

［29］ 刘洪，陆克兴，李天资，等.布洛陀壮族高血压患病率及其与代谢综合征的关系［J］.广西医学，2010，32（4）：403-406.

［30］ Caruso P，Dempsie Y，Stevens HC，et al．A role for miR-145 in pulmonary arterial hypertension：Evidence from mouse models and patient samples［J］.Circ Res，2012 20，111（3）：290-300.

［31］ Caruso P，Mac Lean MR，Khanin R，et al．Dynamic changes in lung microRNA profiles during the development of pulmonary hypertension due to chronic hypoxia and monocrotaline［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2010，30（4）：716-723.

［32］ White K，Loscalzo J，Chan SY.Holding our breath：The emerging and anticipated roles of microRNA in pulmonary hypertension［J］.Pulm Circ，2012，2（3）：278-290.

［33］ Nossent AY，Eskildsen TV，Andersen LB，et al．The 14q32 microRNA-487b targets the antiapoptotic insulin receptor substrate 1 in hypertension-induced remodeling of the aorta［J］.Ann Surg，2013，258（5）：743-751.

［34］ Robertson S，Mac Kenzie SM，Alvarez-Madrazo S，et al．MicroRNA-24 is a novel regulator of aldosterone and cortisol production in the human adrenal cortex［J］.Hypertension，2013，62（3）：572-578.

［35］ Horabin JI.Long noncoding RNAs as metazoan developmental regulators［J］.Chromosome Res，2013，21（6-7）：673-684.

［36］ Drake KM，Zygmunt D，Mavrakis L，et al．Altered microRNA processing in heritable pulmonary arterial hypertension：An important role for Smad-8［J］.Am J Respir Crit Care Med，2011，184（12）：1400-1408.

［37］ Leung A，Trac C，Jin W，et al．Novel long noncoding RNAs are regulated by angiotensinⅡin vascular smooth muscle cells［J］.Circ Res，2013，113（3）：266-278.

［38］ Nagase M，Kato A，Ono T，et al．Retrotransposons transcribed preferentially in proximal tubules of salt-hypertensive rats［J］.Kidney Int，1999，55（3）：995-1004.