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◇ 北大核心
◇ 中华系列
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机构:
[1]现在北京同仁医院妇产科
临床科室
妇产科
首都医科大学附属北京同仁医院
首都医科大学附属同仁医院
[2]华西医科大学附属第二医院妇产科
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摘要:
篇首: 妊娠高血压综合征(妊高征)是一种常见的妊娠并发症,是导致孕产妇和围产儿死亡的主要原因之一。多年来人们对其病因及发病机理进行了大量研究,发现妊高征是一种多因素疾病,环境与遗传因素在其发病中有重要作用。临床研究表明,妊高征具有家族遗传倾向,属于单基因遗传性疾病[1]。 妊高征的基本病理生理改变是全身小动脉痉挛,临床主要表现为高血压、水肿、蛋白尿。肾素-血管紧张素系统 (renin-angiotensin system,RAS)在血压和体液调节中具有重要作用,并且已发现RAS中某些成分,如血管紧张素原 (angiotensinogen,AGT),血管紧张素转换酶 (angiotensin conver- ting enzyme,ACE)的某些分子变异与妊高征的发病有关。现就妊高征和RAS的基因研究进展作一阐述。 一、肾素基因与妊高征的关系 肾素是RAS中的限速酶,其功能是将AGT转化为血管紧张素I(angiotensin I,AngI)。肾素基因全长12 kb,含9个外显子和8个内含子。动物实验发现,肾素基因限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphisms,RFLP)与高血压有关[2]。Arngrimsson等[3]调查了9个爱尔兰家庭,每个家庭2~3代中至少有3例妊高征患者,运用内切酶消化及Southern杂交技术检测结果显示,妊高征患者及其配偶间RFLP无统计学差异,由此推测肾素基因RFLP与妊高征的发生无相关性。对人类的原发性高血压与肾素基因RFLP的相关性研究也得出相同结论。 二、AGT基因突变与妊高征的关系 在RAS中,AGT是肾素作用的唯一底物,其浓度变化可限制RAS的转化速度,因此在这一系统中占重要地位[4]。人血管紧张素原基因(angiotensinogen gene,AOG)是单拷贝基因,位于染色体1q4,与肾素基因位于同一区域,二者具有一定的相关性。该基因由12~13 kb组成,含5个外显子及4个内含子[5]。Jeunemaitre等[6]研究发现,AOG第2外显子704位上的碱基T突变为C,导致AGT第235位的蛋氨酸(Met,M)被苏氨酸(Thr,T)替换,即M235T与原发性高血压的发生有关。由此推测,M235T可能与妊高征的发生也存在相关性。 Ward等[7]分别对美国犹他州的白种人群和日本人群进行了调查,测定妊高征患者和正常初孕妇女血中AGT浓度及基因型,研究结果显示,妊高征患者中T235突变频率(0.65)高于正常初孕妇女(0.4),且差异有统计学意义;同时妊高征患者AGT浓度也高于正常初孕妇女。另外,该研究结果还显示,在不同人种间T235的突变频率也不一样:日本人群(不论妊高征患者还是正常妊娠妇女)中T235出现的频率均明显高于白种人。Kobashi等[8]对日本妇女中M235T和妊高征的相关性进行病例-对照研究,将139例妊高征患者和278例正常妊娠妇女按年龄、产次配对后,用聚合酶链反应(PCR)技术检测血管紧张素原基因型,结果显示,妊高征患者中T235突变频率(0.80)明显高于正常妊娠妇女(0.56)。这就证实了,在日本妇女中T235与妊高征的发生具有一定的相关性。 但是,Morgan等[9]对英国Nottingham地区48例妊高征患者和84例正常妊娠妇女的研究发现,两组T235等位基因的频率均为0.48。Guo等[10]对澳大利亚和中国(广州,武汉地区)两组人群进行妊高征病例-对照研究,结果提示,虽然在两个不同群体中,T235频率差异有极显著性(澳大利亚人群中T235频率为0.38,而中国为0.75,χ2=31.57,P(0.000 1),但均与妊高征的发生无关。这可能是由于样本量太小,不能保证检验效能;也可能是T235最初被发现与原发性高血压的发生有关,而原发性高血压和妊高征在发病机理及病理生理上并不一样。因此认为,T235可能仅与妊高征的一种类型有关,而原发性高血压是这一类型的诱因。 然而M235T在妊高征发病中确切的作用机理并不清楚,他是否对妊高征的发生有直接作用,抑或仅作为其他至今仍未认识的分子变异的标志。通过对人、鼠AGT以及其他血清蛋白酶抑制物如α1-抗胰蛋白酶、血栓素III等的分子序列比较发现,第235位上氨基酸残基的保守性很差,而且该位点远离肾素作用的位点。对体外培养的哺乳动物细胞研究发现,T235突变并不引起RAS反应动力学的改变[11]。因此,人们开始寻找其他的突变位点。Inoue等[12]对48例妊高征患者DNA样本进行检测,发现在1例重度妊高征患者中存在AOG的另一种变异——L10F,即在第二外显子28位上的碱基C突变为T,导致AGT第10位上的亮氨酸(Leu,L)被苯丙氨酸(Phe,F)替代,而这正是肾素作用的位点;并且L10F突变能产生相应的编码蛋白质进入血液,说明有L10F突变的AGT是有功能的。进一步对含L10F突变的RAS动力学研究发现,L10F突变明显提高了肾素和ACE的催化反应效能,故认为L10F与妊高征的发生有直接关系。另外Inoue等[12]又对200例高危产妇及其新生儿进行DNA检测,发现2例新生儿含L10F,其母亲均患有妊高征;而对巴黎245例高血压患者DNA检测,仅发现2例杂合型L10F;日本的研究未发现L10F,估计其发生率不到1%[13]。而且L10F对RAS动力学影响的研究仅限于体外实验,其确切的作用有待于进一步的活体试验来证实。 Inoue等[14]还发现,在AGT近端启动子中,转录起始部位上游第6位上的碱基G被A替代,即A(-6)对基因的基本转录有重要作用,能提高AOG的转录活性。而含G(-6)的启动子与反式作用因子优先结合导致转录活性下降。同时,该突变与T235存在明显的连锁不平衡,即携带T235的基因中97%~99%存在A(-6)。因此,虽然M235T不引起RAS动力学的改变,但由于T235与A(-6)存在紧密连锁,故T235转录活性高于M235。虽不能证实其因果关系,但说明转录水平上的细微差异可能引起生理上的改变,从而导致原发性高血压或妊高征的发生。这从转录水平上分析了T235和A(-6)在妊高征发生中的作用。 AGT的相对分子质量为55×103~60×103,通过凝胶过滤发现的相对分子质量为350×103~500×103的AGT,称为高分子量AGT(high molecular angiotensinogen,HMA),主要存在于羊水和胎盘中,是胎盘中RAS的主要成分。有研究表明,HMA在不同人群中的含量不同(按其占血中总AGT的百分比表示):男性及生育期妇女为5%,使用雌激素类避孕药妇女为9.6%,正常妊娠妇女为16%,妊高征患者为25%~28%。这说明HMA是妊娠状态下RAS的主要成分,提示它与妊高征的发生有关[15]。HMA可能是由AGT与嗜酸性细胞主要基础蛋白前体(proform of eosinophil major basic protein,proMBP),或二者与补体C3dg以2∶2∶2比例分别通过二硫键共价结合而成。Paule等[16]研究发现,在18、138、232、308位上各含有1个半胱氨酸残基(Cys),其中只有Cys232能与proMBP中的Cys形成二硫键,这是合成HMA所必需的,并且其要受235位上残基的影响。体外实验显示,当232位上的Cys突变为丙氨酸(C232A)时,如果存在M235,则生成的AGT显著下降;如存在T235,则其生成不受影响。而肾素对AGT的水解效能是HMA的1.9倍,说明肾素对HMA的水解效能低。因此可以认为HMA是AGT的贮存形式,尤其是在孕期,可抑制蛋白水解活性,减少AngI的生成。研究还发现,M235T对HMA的产生也有影响,M235生成的HMA[(71.9±3.5)%]比T235高[(57.7±2.8)%]。可以认为M235T在妊高征发生中的作用不是改变肾素反应的动力学参数,而是影响血中HMA的含量从而直接影响AGT的功能。与纯合型T235相比,纯合型M235产生的HMA明显增加;由于肾素对其水解效能低,释放AngI少,从而适应妊娠生理变化,减少妊高征发生的可能性[13]。 目前多数学者认为,M235T与妊高征的发生有关,但其作用机理不清。可能是其他分子变异的一个标志,如A(-6)与T235存在明显的连锁不平衡,前者能提高AOG转录活性。T235远离肾素作用的位点,并不改变肾素反应的动力学参数;而另一突变位点L10F正好处于肾素作用点,使肾素、ACE催化效能提高2倍多。由于HMA的发现,认为T235可能通过直接影响AGT的功能而引起妊高征的发生;M235产生的HMA高于T235,而肾素对HMA的水解效能低于AGT,故有关T235的作用机理仍需进一步研究。
第一作者:
第一作者机构:
[1]现在北京同仁医院妇产科
推荐引用方式(GB/T 7714):
杨岚,熊庆.妊娠高血压综合征和肾素-血管紧张素系统的基因研究进展[J].中华妇产科杂志.2001,36(1):53-55.