張鵬飛 林曉婷 厲建田 王曉青

一氧化氮合酶基因多態(tài)性與高血壓病關(guān)系研究進(jìn)展

張鵬飛 林曉婷 厲建田 王曉青

原發(fā)性高血壓(Essential Hypertension，EH)是危害人類健康的主要疾病之一，也是導(dǎo)致腦卒中、冠心病、心功能不全、腎臟疾病等的主要因素。EH是一種由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的疾病，本文試從一氧化氮(Nitric Oxide，NO)與高血壓的關(guān)系、eNOS基因結(jié)構(gòu)與多態(tài)性、eNOS基因G894T多態(tài)性與EH的關(guān)系方面就一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase，NOS)基因多態(tài)性與高血壓病關(guān)系研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

高血壓；一氧化氮；基因；研究

原發(fā)性高血壓(Essential Hypertension，EH)是危害人類健康的主要疾病之一，其知曉率、治療率、控制率較低，是導(dǎo)致腦卒中、冠心病、心功能不全、腎臟疾病等的主要因素。我國現(xiàn)患高血壓人數(shù)達(dá)到2個億，已成為慢性非傳染性疾病的防治重點(diǎn)。由于EH是一種由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的疾病，其預(yù)防措施除了從改善環(huán)境、飲食等因素著手以外，某些遺傳因素的差異同樣起重要作用。下面就一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase，NOS)基因多態(tài)性與高血壓的關(guān)系作一綜述。

1 一氧化氮(Nitric Oxide，NO)與高血壓的關(guān)系

高血壓患者血管結(jié)構(gòu)、功能均有改變，功能改變主要表現(xiàn)為血管舒縮物質(zhì)產(chǎn)生異常、血管反應(yīng)性異常和血管舒縮機(jī)制失衡，這些功能紊亂在高血壓的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。其中，內(nèi)皮細(xì)胞依賴的舒縮功能異常與一氧化氮密切相關(guān)。內(nèi)源性一氧化氮主要存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中，由左旋精氨酸末端的氮原子與氧分子在一氧化氮合酶的催化下生成。血管內(nèi)皮細(xì)胞是合成釋放一氧化氮的主要場所，血管平滑肌細(xì)胞、肥大細(xì)胞、血小板、吞噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及腦細(xì)胞等也可合成和釋放少量的一氧化氮。

一氧化氮合酶是一氧化氮合成過程中的關(guān)鍵酶。人體內(nèi)一氧化氮合酶有三種亞型：內(nèi)皮型一氧化氮合酶(Endothelial Nitric Oxide Synthase，eNOS)，主要存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞、血小板、腎小管上皮細(xì)胞中；第二種為神經(jīng)型一氧化氮合酶，在正常狀態(tài)下表達(dá)，主要分布于人體神經(jīng)元細(xì)胞；第三種為誘導(dǎo)型一氧化氮合酶，多在損傷后誘導(dǎo)表達(dá)，分布于人體免疫細(xì)胞當(dāng)中，如淋巴細(xì)胞中。在血管內(nèi)皮細(xì)胞中，一氧化氮可發(fā)揮舒張血管、調(diào)節(jié)血壓、松弛血管平滑肌和抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖的作用[1]。生理狀態(tài)下主要由eNOS調(diào)節(jié)一氧化氮的持續(xù)生成，故eNOS基因序列的多態(tài)性與體內(nèi)一氧化氮的濃度有關(guān)[2]。動物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)內(nèi)皮細(xì)胞釋放一氧化氮減少，Huang等[3]報(bào)道eNOS基因缺損的小鼠血壓升高。臨床研究也發(fā)現(xiàn)EH患者內(nèi)皮細(xì)胞合成或釋放一氧化氮不足。Forte P等[4]報(bào)道EH患者的一氧化氮低于正常水平。因此，eNOS基因也作為EH候選基因被廣泛研究。

2 eNOS基因結(jié)構(gòu)與多態(tài)性

人類eNOS基因定位于第7號染色體上，位于7q35～36區(qū)，大小約21 kb，含26個外顯子和25個內(nèi)含子，相應(yīng)的信使核糖核酸(mRNA)約4.1 kb，經(jīng)翻譯后生成的蛋白質(zhì)產(chǎn)物含有1 203個氨基酸[5]。

至今已發(fā)現(xiàn)人類eNOS基因存在10多種基因多態(tài)性位點(diǎn)，研究提示可能與心血管疾病相關(guān)的有3個位點(diǎn)：①位于第4內(nèi)含子上27bp可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)順序(variable number of tandem repeats，VNTR)，根據(jù)重復(fù)次數(shù)不同有兩種等位基因，重復(fù)4次為a等位基因，重復(fù)5次為b等位基因。②位于第7外顯子上的G/T多態(tài)性，由于894位堿基G突變成為T(G894T)，導(dǎo)致相應(yīng)蛋白產(chǎn)物第298位上的谷氨酸被替換成天冬氨酸(Glu298Asp)，突變前后的等位基因分別為G、T等位基因。③位于啟動子區(qū)域轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游5'側(cè)翼序列的-786的T/C，由T突變?yōu)镃(T786C)，突變前后的等位基因分別是T、C等位基因。其中，G894T突變導(dǎo)致的Glu-Asp轉(zhuǎn)變是一個經(jīng)典突變，因此備受關(guān)注。近年來，日本學(xué)者認(rèn)為蛋白序列中Glu被Asp取代后使得eNOS在此處的螺旋結(jié)構(gòu)變得緊密折疊，從而引起eNOS活性降低，并且，該突變會導(dǎo)致蛋白產(chǎn)物中特異性的35 kDa的氨基端和100 kDa的羧基端片斷，故894G/T多態(tài)性可能作為一個分裂靶點(diǎn)而被內(nèi)生的蛋白酶識別，從而影響eNOS蛋白的表達(dá)與功能[6]。

3 eNOS基因G894T多態(tài)性與EH的關(guān)系

eNOS基因G894T基因型及等位基因頻率在不同種族和民族中的分布存在差異。趙世剛等[7]研究試驗(yàn)證實(shí)，蒙古族正常人群T等位基因頻率為3.1%，低于漢族人群(8.8%)和歐洲人群(28.8%)，徐新娟等[8]研究也發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)基因型和等位基因分布與比利時的黑人和白人[9]、芬蘭人[10]、高加索人[11]明顯不同。

1998年Lacolley等[12]在法國白種人中首次發(fā)現(xiàn)高血壓組894G等位基因頻率顯著高于對照組。隨后來自日本的Miyamoto等[13]的研究則提示高血壓組T等位基因頻率顯著高于對照組，認(rèn)為T等位基因是日本人EH的危險(xiǎn)因子?；谏鲜鰞煞N截然相反的研究結(jié)果，Kato等[14]進(jìn)行了一項(xiàng)大樣本的病例對照研究，選擇了549例EH患者和513例正常人，研究結(jié)果表明：該位點(diǎn)各基因型及等位基因分布在兩組均無顯著差異，認(rèn)為G894T變異與日本人EH發(fā)生無關(guān)。因此之后便開展了有關(guān)兩者關(guān)系的眾多研究。

Srivastava K等[15]發(fā)現(xiàn)eNOS基因的G894T突變可能會提高印度人患高血壓的風(fēng)險(xiǎn)，提示eNOS基因是高血壓病的易感基因之一。Chen等[16]研究顯示日本人EH為G894T的T等位基因攜帶者。國內(nèi)來自李東寶等[17]在北京漢族人、王叢等[18]在蒙古族人、馬麗雅等[19]在甘肅東鄉(xiāng)族人、張麗萍等[20]在新疆維吾爾族人中進(jìn)行的病例對照研究均表明，eNOS基因G894T多態(tài)性的T等位基因?yàn)镋H的易感因素，其攜帶者可能通過減少內(nèi)皮一氧化氮的釋放參與EH發(fā)病[21]。Tang等[22]也報(bào)道該位點(diǎn)在中國的哈尼族和黎族不同，攜帶T的基因與兩個民族的EH相關(guān)，這與Srivastava K等[15]報(bào)道的印第安人研究結(jié)果也是一致的。

然而，Wolff等[11]對德國東北部地區(qū)的高加索人進(jìn)行整群抽樣得到2 229例EH患者和1 990例正常對照者，對其進(jìn)行該位點(diǎn)的基因型檢測，結(jié)果顯示EH組和對照組之間無論是基因型或等位基因頻率分布，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也未發(fā)現(xiàn)該突變與舒張期或收縮期血壓存在相關(guān)性，即使在進(jìn)行了性別校正和排除抗高血壓治療的病例后也得出同樣的結(jié)論。來自Kishimoto等[23]在日本的大樣本人群研究也發(fā)現(xiàn)，該位點(diǎn)多態(tài)性與EH發(fā)生無關(guān)，在巴基斯坦人群也得到同樣的結(jié)論[24]。我國譚建聰?shù)萚25]在重慶漢族人群、梁茜等[26]對廣東佛山人群的研究認(rèn)為，G894T多態(tài)性與高血壓病易感性無關(guān)。這與鄒放君等[27]在新疆漢族人群、馬萍等[28]在寧夏回族及漢族人群、閆雪等[29]在天津人群及張強(qiáng)等[30]在漢族及哈薩克族人群分別進(jìn)行的研究結(jié)果一致。

中國人群Meta分析結(jié)果認(rèn)為eNOS基因G894T多態(tài)性與中國人群EH易感性相關(guān)，T等位基因可能是EH的遺傳危險(xiǎn)因素[31-32]。

4 展望

綜上所述，有關(guān)eNOS基因多態(tài)性與高血壓的關(guān)系不一致，其結(jié)果的差異主要與以下因素有關(guān)：①多數(shù)研究樣本量小。②高血壓病為多基因遺傳病，單個基因作用甚微，可能與環(huán)境及其他基因有相互作用。③研究對象的選擇存在偏倚，影響結(jié)果。④研究對象地區(qū)及民族等因素影響。目前仍乏大樣本多中心的研究，還有很多問題需要我們不斷探索與解決，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們相信會有更多的研究進(jìn)一步證實(shí)。

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Essential Hypertension(EH)is one of the main diseases threatening human health，it is also a major factor inducing stroke，coronary heart disease，cardiac insufficiency，and kidney diseases.EH is a disease resulting from genetic factors and environmental factors.This paper tries to summarize the relationship between nitric oxide synthase gene polymorphism and hypertension from the aspects of relationship between nitric oxide(NO)and hypertension，between eNOS genetic structure and polymorphism，polymorphism of G894T of eNOS gene，and EH.

Hypertension；Nitric oxide；Gene；Research

2015-08-25)

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張鵬飛