原发性高血压(EH)发病率快速上升,而EH真正的危害在于损害心、脑、肾等重要器官,造成脑卒中、心肌梗死、肾功能衰竭等严重后果。本课题将在前期发现的线粒体DNA(mtDNA)突变相关高血压流调基础上,以家系研究为基础,进一步比较研究mtDNA突变对高血压靶器官损伤的影响作用,并通过构建转mtDNA小鼠模型,通过RT PCR和Western Blot的方法检测mtDNA和蛋白表达的差异,检测线粒体耗氧速率、复合辅酶及线粒体内谷胱甘肽、超氧化物歧化酶活性,以及线粒体内钙循环、膜电势与细胞凋亡相关性,进一步深入研究mtDNA突变在高血压靶器官损伤发生、发展中的作用及可能的机制;并进一步探讨mtDNA突变与环境因素交互作用在EH靶器官损伤的发生、发展过程中作用以及可能的机制,旨在探讨高血压靶器官损伤的发病机制,为高血压靶器官损害的早期诊断和干预提供一定的理论依据。
essential hypertension;target organ damage;mitochondrial DNA;environmental factors;transferred mtDNA mouse
1. 收集了140例原发性高血压患者及124例血压正常人群的遗传信息,发现在140例高血压患者中,具有母系遗传特征的患者有49人,占高血压发病人群的35%。 2. 对比研究母系遗传性高血压与环境因素,包括吸烟、饮酒、高盐饮食、高脂饮食等因素的相关性进行研究,结果显示,年龄、吸烟、饮酒、经济情况、高盐饮食与母系遗传性高血压患者的血压相关。 3. 发现1个具有母系遗传特征的高血压家系并进行了功能学研究,其母系成员在tRNAIle和tRNAGln基因3’末端存在4329C>G突变,mtDNA4329C位点在各物种中是高度保守的,与tRNAs氨基酸臂高保真性、功能tRNAs的结构形成和稳定有关。 4. 成功构建转突变mtDNA(tRNA 4329C>G)小鼠模型,并给予高盐刺激,对比分析,高盐与突变的mtDNA突变交互作用对心脏、肾脏、脑组织的影响。结果发现 ①心脏超声结果显示转mtDNA、高盐刺激组射血分数(EF)较对照组明显降低,而室间隔厚度、左室收缩末容积较对照组增加(P<0.05)。对转mtDNA小鼠,进一步给予高盐刺激可以使EF进一步减低,左室舒张末内径增加趋势,但没有达到统计学差异。 ②电镜下观察转突变mtDNA小鼠的心、脑、肾脏组织,与对照组比较表现出不同程度损害,线粒体不同程度肿胀、空泡样变性,而高盐刺激可以进一步加重靶器官损害程度。 ③比较分析线粒体外膜VDAC和Bax在转突变mtDNA和高盐刺激下在不同组织中的表达,结果发现,心脏组织中,与对照组比较转突变mtDNA小鼠的VDAC和Bax表达明显增加,高盐刺激进一步增加VDAC和Bax表达;肾脏组织,与对照组比较转突变mtDNA组VDAC和Bax表达降低,而高盐刺激可以增加VDAC和Bax表达;脑组织,对照组比较转突变mtDNA组VDAC和Bax表达均无明显差异。 ④共聚焦显微镜下观察,心、脑、肾组织中,发现转突变mtDNA小鼠的线粒体外膜VDAC与Bax蛋白结合增加,参与并促进了细胞诱导凋亡过程。 创新点①通过流行病调查和家系分析研究,进一步从临床表型以及基因型分析、tRNA结构和功能分析角度证实该突变参与了血压升高。②建立了转mtDNA动物模型,为今后进一步探讨和研究mtDNA突变对血压影响作用和机制方面奠定了基础;③本实验初步发现mtDNA突变可以导致心、脑、肾靶器官损害,而高盐刺激进一步加重