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前言β1-肾上腺素能受体(β1-adrenergic receptor,β1-AR)属于G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)超家族,在血压调控上发挥着重要作用。目前,关于β1-AR基因多态性的研究热点主要集中在49S>G(145A/G)和389R>G(1165C/G)两个编码区单核苷酸多态性(coding-region single nucleotide polymorphism,cSNP)位点,但结论不一。迄今为止尚无49S>G和389R>G位点构成的单体型(SR、GR、SG、GG)与原发性高血压(essential hypertension,EH)的相关性报道,本研究的目的在于从单体型角度探讨β1-AR基因单体型与EH的相关性及其对受体活性影响。材料与方法1、从辽宁省高血压高发区彰武县人群中,选取高血压患者和健康对照共391人进行病例—对照研究。并统计分析β1-AR基因49S>G和389R>G构成的单体型SR、GR、SG、GG与EH的关联性。2、构建β1-AR基因四种单体型表达载体pcDNA3.1(+)-β1-AR,将其转染入COS7细胞,构建COS7稳定表达细胞株。3、检测β1-AR单体型稳定表达的COS7细胞内cAMP、肾素及钙离子的基础水平以及β1-AR激动剂异丙肾上腺素(isoprenaline,ISO)或去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)和β-阻滞剂美托洛尔作用后的变化。结果1、在病例—对照人群中体重指数(body mass index,BMI)、血清甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,T-chol)和低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)水平在EH组均明显高于对照组,而高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)水平在EH组明显低于对照组(p<0.05)。因此,BMI、TG、T-chol和LDL为高血压发生的危险因素,而HDL是防止高血压发生的保护因素。2、应用ARLEQUIN软件分析,结果显示,β1-AR基因上49S>G和389R>G之间存在连锁不平衡(D’=0.843,r~2=0.262,p<0.0001)。其中,SG单体型为主要单体型(51.4%),而GG单体型比例最低(2.0%)。3、β1-AR基因的GG单体型是EH的独立危险因素(OR=3.843,p=0.027)。GG单体型携带者的舒张压水平明显高于其他单体型携带者(92.94+3.55 vs.84.31±0.54mmHg,p=0.022)。4、基础状态下,细胞内的cAMP含量按GR>GG>SR>SG(33.44±1.18>27.98±1.17>25.12±0.94>20.08±1.19 pmol/mg)的顺序递减。经过刺激因素作用后,与含有389G的单体型细胞相比,ISO诱导的cAMP增加在含有389R的单体型细胞更为明显(SR 159.48%±21.35%,GR 99.86%±11.33%vs.SG 61.98%±1.54%,GG44.03%±4.99%,p<0.01);美托洛尔作用的cAMP下降也是如此(SR 84.51±8.94%,GR 78.51±8.36%vs.SG 42.83±4.15%,GG 3.87±2.63%,p<0.05)。在四种单体型中,GG单体型细胞的cAMP变化最不明显。5、β1-AR经NE持续刺激后,SG单体型受体较GG单体型受体脱敏更完全(96.87%±0.89%vs.78.75%±2.96%,p<0.001)。6、基础状态下,GG单体型细胞肾素活性最高,而SG单体型细胞肾素活性最低(GG 9.37±0.32,GR 6.89±0.21,SR 6.62±0.26和SG 4.93±0.20 pg/μg/h)。与细胞内cAMP变化一致,经过β1-AR激动剂和阻滞剂作用后,肾素活性在含有389R的单体型细胞较含有389G的单体型细胞变化幅度更大(ISO:SR 68.48±5.04%,GR62.54%±5.69%vs.SG 35.97%3.13%,GG 20.98%±3.11%,p<0.01;美托洛尔:SR36.75%±3.84%,GR 33.97%±3.48%vs.SG 15.95%±2.86%,GG 1.63%±0.46%,p<0.01)。同样,在四种单体型中,GG单体型细胞肾素变化幅度最小。7、基础状态下,SG和GG单体型细胞内钙离子无明显差别。经ISO刺激20hr后,GG单体型细胞内的钙离子水平明显高于SG单体型细胞(372.29±24.33 vs.286.51±1.33nmol/L,P=0.017)。结论1、β1-AR基因49S>G和389R>G两个cSNP位点间存在连锁不平衡。在彰武县人群中,SG单体型为主要单体型,而GG单体型比例最低。2、与49S>G多态相比,389R>G多态对β1-AR活性的影响更大。3、GG单体型受体活性最低,脱敏能力差,对β1-AR激动剂和阻滞剂均不敏感。而携带有389R单体型的β1-AR受体活性较高,对刺激敏感。4、与其他β1-AR基因单体型携带者相比,GG单体型携带者高血压的患病风险增加。