【研究背景】收缩期高血压(ISH)是以收缩压增高和脉压差增大为特点的一种特殊类型高血压,常见于老年人,具有较高的致死、致残率,已成为人们研究的热点。随着我国人口老年化进程的加剧和人群疾病谱的变化,ISH患病率逐年增加。ISH作为原发性高血压的一种特殊亚型,发病机制复杂且远未阐明,目前认为是遗传因素和环境因素共同作用的结果。随着分子遗传学的发展,遗传因素在原发性高血压发病机制中的地位越来越受到重视,迄今为止被研究过的高血压候选基因至少有150种,它们涉及肾素-血管紧张素-醛固酮系统、交感神经系统、下丘脑-垂体轴、内皮素、利钠肽、激肽释放酶-激肽系统、类固醇激素、前列腺素、生长因子、激素、骨架蛋白、粘附分子、细胞内信使、脂质代谢、糖代谢、载脂蛋白、离子通道和转运体等,但各家报道结果不一致,还没有一个基因或基因变异被肯定与原发性高血压相关。原发性高血压等复杂性状疾病有以下共同特点：遗传模式未确定、遗传异质性强、外显率低、多个基因参与、单一基因的作用微弱等。虽然血压升高是高血压患者的共同表型,但患者的发病机制和与之相关的基因变异千差万别。因此对遗传异质性很强的高血压群体进行基因多态性分析,尤其当样本量不够大时,研究结果不一致就不足为奇了。我们认为在目前诊断的原发性高血压患者中可能包括了太多的亚型,笼而统之的研究难以获得结果。选择一些特殊的亚型进行研究可能成为阐明高血压发病机制的突破口。动脉僵硬度增加、顺应性降低被认为是ISH典型的病理生理学特点,通过构建ISH模型人们发现促进动脉硬化的因素都可能导致ISH的发生发展。近来研究表明,弹性蛋白在大动脉中层中的含量和结构的改变都能导致动脉弹性降低,僵硬度增加。且国外众多研究还表明,弹性蛋白基因多态性及单体型与动脉僵硬度密切相关。Hanon等研究表明弹性蛋白SNP位点(rs2071307, exon16)与老年患者的弹性动脉的舒张性密切相关。Hiroyuki等认为弹性蛋白SNP位点(rs34208922,3’-UTR(+502)A)的基因变异可使弹性蛋白mRNA的表达下调,从而导致动脉壁弹性蛋白含量降低及功能的改变。Iwai等进一步证实该位点的变异与动脉僵硬度及收缩压升高密切相关。还有研究表明弹性蛋白基因多态性(rs41350445 and SNP rs41500150 in exon 5, rs34945509 in exon 20)可能在家族性颅内动脉瘤和蛛网膜下腔出血的发生、发展过程中起重要作用,其作用机制为以上SNP位点基因变异导致颅内动脉僵硬度增加,动脉顺应性降低所致。通过对弹性蛋白基因的这几个SNP位点的研究,我们也发现了rs2071307 (exon16)、rs34208922 (3’-UTR(+502)A)这两个SNP位点与ISH密切相关。近年来,随着高血压病发病机制的深入研究,大动脉重构和功能的改变逐渐成为研究的热点。高血压病大动脉功能改变与重构是心血管病的独立预后危险因素。血管重构是指人血管容积、组成成分、构型和弹性等的改变。细胞外基质(ECM)的重组启动血管构型的变化,因此降解ECM最主要的酶--基质金属蛋白酶(MMPs)成为研究生理、病理性血管重构的焦点。ECM是由大分子构成的错综复杂的网络。构成ECM的大分子种类繁多,可归纳为四大类：胶原、糖蛋白、蛋白聚糖与透明质酸、弹性蛋白。基质金属蛋白酶(MMPs)是一组含能够降解ECM的蛋白酶,根据结构和底物特异性不同可分为5大类：间质胶原酶(MMP-1、MMP-8、MMP-13、MMP-18)、Ⅳ型胶原酶、明胶酶(MMP-2、MMP-9)、基质溶解素(MMP-3、MMP-7、MMP-10)、膜型(MMP-14、MMP-15、MMP-16)。MMPs活性增加及蛋白表达上调都可能导致血管内结构蛋白含量的改变及血管重构,同时MMPs的活性也能被组织抑制因子(TIMP)所抑制。由于MMPs具有导致血管重构的作用,MMPs被认定在某些心血管疾病(粥样斑块形成及破裂、心肌梗死及中风等)的发生发展及转归的过程中发挥重要作用。近年研究认为MMPs也与动脉硬化及血压升高密切相关。MMP-3是MMP家族中的一种关键酶,能影响其它基质金属酶的活性和作用,在保持大血管内基质稳态发挥着重要作用。其单核苷酸多态性的研究表明,SNP(rs3025058,5A/6A)与冠状动脉粥样硬化程度以及心肌梗死的危险性密切相关；体内及体外试验表明,血管组织内MMP-3 mRNA水平及蛋白水平在5A纯合子中表达最高,而在6A纯合子中表达最低,5A/6A杂合子居中。此外,5A纯合子的人群与5A/6A及6A纯合子相比具有动脉僵硬度显著增加和血压明显升高的特征。MMP-9是人们研究最多的一种基质金属蛋白酶,研究表明其活性及单核苷酸多态性不仅在冠心病的发生、发展中发挥重要作用,也与动脉硬化密切相关。Yamin等通过对MMP-2、MMP-9活性与ISH和动脉僵硬度的关系研究发现,MMP-9活性与ISH和动脉僵硬度密切相关,并推测MMP-9可能在ISH的发生发展过程中起主要作用。Lehoux等通过将大鼠颈动脉在压力不同的培养基中(10mmHg、80mmHg、150mmHg)放置3天后,测定MMP-2、MMP-9的活性,结果发现MMP-9在压力于150mmHg下较其它压力表达增强,且分别研究MMP-9缺陷及加入MMP-9活性的小鼠与血管僵硬度的关系,发现高压下血管僵硬度不再增加,认为高管腔内压力诱导的MMPs直接参与颈动脉僵硬度的增加过程,MMP-9在高血压病早期血管重构中起重要作用。最近有学者研究发现MMP-9的不同基因型对大动脉僵硬度作用不同。Medley等研究结果发现显示SNP (rs3918242, C-1562T)T纯合子及杂合子较C/C纯合子更能诱导proMMP-9的合成,增强MMP-9的活性,从而通过血管重构增加大动脉僵硬度,同时还发现T纯合子及杂合子人群与C/C纯合子人群相比动脉僵硬度显著增加,桡动脉及颈动脉收缩压、脉压显著升高。近来,Armstrong C等研究认为MMP-9 R279Q(rs17576)与颈动脉中层厚度(IMT)密切相关,MMP-1 A-519G(rs494379)、TIMP-3 T-1296C(rs5749511)在动脉硬化及血压升高方面具有重要作用,因此我们有理由认为MMP-1, MMP-3, MMP-9及TIMP-3可能为ISH的候选基因,在ISH的发生发展过程中起重要作用。脉搏波传导速度(PWV)是评价动脉硬化的重要指标,研究表明收缩期高血压患者与双期高血压和健康人群相比PWV显著增高。晚期糖基化终产物(AGEs)近年来在评价动脉硬化方面的作用得到了进一步的肯定,研究认为AGEs与血管内结构蛋白通过桥接形成在动脉硬化的进程中发挥作用。血流介导的血管舒张功能(FMD)是评价内皮依赖性血管舒张功能的主要方式,研究表明,高血压患者普遍存在FMD受损的特点,并发现PWV越高FMD越低,FMD与PWV呈显著负相关。一氧化氮(NO)与内皮素-1(ET-1)分别为内皮衍生性的主要血管舒张和收缩因子,起到调节血管舒张和收缩的功能,在动脉硬化的发生发展过程中起主要作用。我们假设MMP-1 rs494379 (A-519G), MMP-3 rs3025058 (5A/6A), MMP-9 rs17576 (R279Q), MMP-9 rs3918242 (C-1562T), TIMP-3 rs5749511 (T-1296C)5个SNP位点与收缩期高血压密切相关,并通过影响PWV、AGEs、FMD、NO、ET-1而发挥作用。本课题旨在研究以上5个SNP位点与收缩期高血压的关系,并探讨它们与PWV、AGEs、FMD、NO、ET-1等的关系,从而揭示基质金属蛋白酶SNP的可能作用机制,为阐明收缩期高血压的发生发展提供科学依据。第一章基质金属蛋白酶1,3,9及组织抑制因子3基因单核苷酸多态性与收缩期高血压关系的研究目的研究基质金属蛋白酶1,3,9及组织抑制因子3基因单核苷酸多态性与收缩期高血压的关系。方法从2005年1月至2008年12月选取广州、湛江、乌鲁木齐等三地503例收缩期高血压患者(ISH组),481例原发性高血压患者(EH组,非收缩期高血压)以及年龄相匹配的244例健康人群(NT组),采用连接酶检测反应(LDR-PCR)测定各患者基质金属蛋白酶1,3,9及组织抑制因子3基因5个SNP位点MMP-1rs494379 (A-519G), MMP-3 rs3025058 (5A/6A), MMP-9 rs17576 (R279Q), MMP-9 rs3918242(C-1562T), TIMP-3 rs5749511 (T-1296C)的基因表型,分析各SNP位点中的等位基因与收缩期高血压之间的关系,并进行单体型分析。结果多元logistic回归分析结果显示,在控制年龄、甘油三酯、低密度脂蛋白等混杂因素的情况下,MMP-3基因SNP位点rs3025058(5A/6A)中5A等位基因和MMP-9基因SNP位点rs3918242(C-1562T)中的T等位基因与收缩期高血压密切相关(P<0.001,Pcorr＜0.003；P=-0.009,Pcorr=0.027)；其他各SNP位点中的等位基因与收缩期高血压无显著相关性；通过单体型分析还发现单体5A/G/C与原发性高血压相关,单体6A/A/T与收缩期高血压密切相关(Permutation p=0.0258; Permutation p=0.000002)。结论MMP-3和MMP-9基因的变异可显著增加我国汉族人群发生收缩期高血压的危险性。第二章基质金属蛋白酶3,9基因单核苷酸多态性与动脉硬化和血管内皮功能的关系目的探讨基质金属蛋白酶3,9基因单核苷酸多态性与脉搏波传导速度(PWV)、晚期糖基化终产物(AGEs)和血流介导的血管舒张功能(FMD)、内皮素-1(ET-1)、一氧化氮(NO)的关系。方法从2007年7月至2008年12月选取广州、湛江、乌鲁木齐等三地169例收缩期高血压患者(ISH组),134例原发性高血压患者(EH组,非收缩期高血压)以及年龄相匹配的71例健康人群(NT组),采用动脉硬化装置检测肱-踝脉搏波传导速度(baPWV),采用超声技术测定FMD,采用ELISA法检测患者外周血清中的AGEs、ET-1,并采用Griess反应法测定外周血中的NO浓度。分析各组人群中基质金属蛋白酶3,9基因rs3025058(5A/6A)、rs3918242(C-1562T)SNP位点中的不同基因表型个体间baPWV、FMD、AGEs、ET-1及NO之间的差异。结果MMP-3基因SNP位点rs3025058(5A/6A)中5A/5A突变型纯合子患者的PWV显著高于5A/6A杂合子及6A/6A野生型纯合子患者(P<0.01),而MMP-3基因SNP位点rs3025058(5A/6A)中5A/5A突变型纯合子患者的FMD显著低于5A/6A杂合子及6A/6A野生型纯合子患者(P<0.01)；MMP-9基因SNP位点rs3918242(C-1562T)中T/T突变型纯合子患者的PWV显著高于C/T杂合子及T/T野生型纯合子患者(P<0.01),而MMP-9基因SNP位点rs3918242(C-1562T)中T/T突变型纯合子患者的FMD显著低于C/T杂合子及T/T野生型纯合子患者(P<0.01)。结论MMP-3及MMP-9基因单核苷酸多态性与大动脉硬化和血管内皮功能障碍密切相关。第三章收缩期高血压患者血清中晚期糖基化终产物与血管内皮功能的关系目的探讨收缩期高血压患者血清中晚期糖基化终产物(AGEs)与血流介导的血管舒张功能(FMD)间的关系及其致内皮功能异常的作用。方法选择收缩期高血压患者120例作为ISH组,原发性高血压患者(非收缩期高血压)120例作为DH组,年龄与之相匹配的健康人群70例作为NT组,采用SUN-8800动脉硬化检测仪测定PWV,超声技术测定FMD, ELISA检测受试者外周血清中AGEs和ET-1, Griess法测定外周血中NO含量。结果收缩期高血压组的PWV、AGEs、ET-1显著高于原发性高血压组及健康对照组(P<0.05)；收缩期高血压组及原发性高血压组FMD、NO显著低于健康对照组(P<0.05),而FMD、NO在收缩期高血压组及原发性高血压组间无显著性差异；AGEs与cfPWV、ET-1呈显著正相关(r=0.525,P=0.000；r=0.863,P=0.000)；AGEs与FMD、NO呈显著负相关(r=-0.635,P=0.000；r=-0.669,P=0.000)；在控制年龄、收缩压、舒张压、血糖、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白的情况下AGEs与cfPWV、FMD、NO及ET-1分别呈独立相关(Rsquare=0.513,P=0.000；R square=0.455,P=0.000；R square=0.453,P=0.000；R square=0.769,P=0.000)结论AGEs是导致血管内皮功能异常的独立危险因素,可能在收缩期高血压的发生发展过程中起一定作用。第四章单纯收缩期高血压患者血管内皮功能与左室肥厚的关系目的探讨单纯收缩期高血压(ISH)患者血流依赖性血管舒张功能(FMD)与左心室肥厚的关系。方法选择200例ISH患者,根据左心室重量指数分为左心室肥厚组(LVH,73例),非左心室肥厚组(NLVH,127例),同期选择年龄匹配的健康人群50例作为对照组,采用超声技术测定FMD,ELISA法检测受试者外周血清中晚期糖基化终产物(AGEs)和内皮素-1(ET-1),Griess法测定外周血中一氧化氮(NO)含量。结果与NLVH组及对照组相比,LVH组FMD.NO均显著降低,而AGEs及ET-1均显著升高；左心室重量指数与AGEs.ET-1呈显著正相关(r=0.639,P=0.015；r=0.428,P=0.036),而与FMD及NO呈显著负相关(r=-0.718,P=0.003；r=-0.337,P=0.041)；FMD及AGEs与左心室肥厚呈独立相关(P=0.027,P=0.035)；随着FMD降低、AGEs的增加左室肥厚发病的危险性均显著增加。结论血管内皮功能减退和大动脉硬化是ISH患者左心室肥厚的独立危险因素。第五章弹性蛋白及基质金属蛋白酶基因单核苷酸多态性在维吾尔族和汉族收缩期高血压患者间的遗传差异研究目的探讨弹性蛋白及基质金属蛋白酶基因单核苷酸多态性在不同种族收缩期高血压患者间的遗传差异。方法选择358例汉族收缩期高血压患者作为HISH组,200例维吾尔族收缩期高血压患者作为VISH组,采用高温连接酶检测反应(LDR-PCR)进行基因表型检测,对比分析各SNP位点中的等位基因在不同种族人群众的分布频率差异。结果弹性蛋白基因SNP位点rs2071307中的A等位基因,rs34208922中的A等位基因以及基质金属蛋白酶-9基因SNP位点rs3918242中的T等位基因在维吾尔族收缩期高血压患者的分布频率显著高于汉族收缩期高血压患者(P=0.000)；而基质金属蛋白酶-3基因SNP位点rs3025058中的5A等位基因在两组间的分布频率无显著性差异(P=0.112)。弹性蛋白基因SNP位点rs2071307和rs34208922中的A等位基因随着收缩压的升高,等位基因频率显著增加(P=0.0079,P=0.0040),而基质金属蛋白酶-3基因SNP位点rs3025058中的5A等位基因及基质金属蛋白酶-9 SNP位点rs3918242中的T等位基因在各段收缩压中的分布频率无显著性差异(P=0.5418,P=0.5046)。结论弹性蛋白基因SNP位点rs2071307,rs34208922可能是汉族、维吾尔族收缩期高血压的易感基因。