尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析_吴燕.pdf

第 卷第期 年月西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）（）本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版心血管专题研究尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析吴燕，杜鸣飞，张玺，王兰，胡桂霖，牛泽家馨，邹婷，张晓玉，褚 超，廖月圆，马琼，王丹，王科科，贾昊，陈晨，严瑜，孙月，郭统帅，张婕，高卫华，满子悦，高可，罗文婧，牟建军，汪洋，（西安交通大学第一附属医院心内科，陕西西安 ；西安国际医学中心医院心内科，陕西西安 ；西北妇女儿童医院心内科，陕西西安 ；西安市人民医院心内科，陕西西安 ；西安市第一医院心内科，陕西西安 ；西安交通大学全球健康研究院，陕西西安 ）摘要：目的通过对本课题组早期建立的“盐敏感性高血压研究队列”进行钠钾饮食干预，旨在探讨人群尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的关系。方法 年在陕西眉县招募的来自 个家系的 名受试者建立“盐敏感性高血压研究队列”，对其中的 名非父母者进行正常饮食低盐饮食高盐饮食高盐补钾饮食。采用 检测平台对尿调节素基因 个多态性位点进行分型检测。结果低盐饮食可使受试者的血压下降，高盐饮食可使血压明显升高，而补钾可拮抗高盐饮食所致的血压上升。尿调节素基因的多态性位点 、与高盐期舒张压和平均动脉压反应性显著相关。此外，、与高盐补钾期收缩压、舒张压和平均动脉压反应性显著相关。结论尿调节素基因多态性与血压的钠钾反应性紧密相关，提示尿调节素基因可能参与血压的钠、钾敏感性的形成。关键词：尿调节素；基因多态性；血压；盐；钾中图分类号：文献标志码：，（，；，；，；，；，；，）：，（），收稿日期：修回日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（，）；陕西省自然科学基金项目（，）；西安交通大学第一附属医院院基金（、）资助；西安交通大学第一附属医院临床研究项目（、）（，），（，），（，），（，）通信作者：牟建军 ：；汪洋 ：。吴燕与杜鸣飞为共同第一作者。网络出版时间：网络出版地址：期吴燕，杜鸣飞，张玺，等 尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版 ，（），（）（），（），：；高血压是心脑血管疾病及慢性肾脏病的主要危险因素，是严重危害人类健康的主要公共健康问题之一。研究表明，高血压受遗传和多种环境因素的相互影响，其中高钠膳食与钾摄入量不足是高血压的重要环境因素。同时，大量证据显示，不同个体的血压对饮食中钠钾摄入的反应性存在显著差异。这表明遗传因素在决定个体血压的盐敏感性和钾敏感性方面起着重要作用。尿调节素又称 蛋白，是正常人尿液中占比最大的一种蛋白，由肾小管髓袢升支粗段上皮细胞产生。尿调节素可以防止肾结石产生、尿路感染及调节免疫，是目前研究较多的生物学功能。近年来研究发现，尿调节素基因的变异与钠钾稳态及高血压的发生与调节关系密切。通过全基因组关联分析，等发现，尿调节素基因 单 核 苷 酸 多 态 性（，）位点 的次要等位基因与较低的高血压风险相关。等 发现，尿调节素 的主要 等位基因与高血压相关。相较于野生型小鼠，尿调节素基因缺失小鼠血压显著降低；过表达尿调节素基因的小鼠血压显著升高。然而，关于基因与环境的互相作用尚未阐明，尤其是关于钠钾干预与尿调节素基因的关系，这也导致基因在血压变异中的作用无法精确评估。因此，本研究基于既往建立的陕西“盐敏感高血压研究队列”，通过对研究人群饮食进行钠钾干预，探讨尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的关系。对象与方法研究对象本课题组在 年 月 年 月对陕西宝鸡市眉县多个农村汉族人群进行系统筛查，最终招募了来自 个家系的 名年龄在 岁之间，收缩压 （）和（或）舒张压 的受试者建立“盐敏感性高血压研究队列”。具体已在本课题组以往相关文献中详细报道 。本研究已经过西安交通大学第一附属医院伦理委员会审批通过，受试者均知晓研究内容并签署知情同意书。方法 基 线 调 查 及 饮 食 干 预本 研 究 如 前 所述 ，对选中的 名非父母者进行慢性盐负荷及补钾干预试验，具体分为四个阶段：基线调查期、低盐饮食期（或 ）、高盐饮食期（或 ）和高盐补钾期（或 或 ）。基线期调查主要包括年龄、性别、身高、体质量、体质指数、腰围、血压等基本资料的问卷调查。血压测量基线期与钠钾干预期的第、天采用随机零点血压计（，英国）按标准方法测量血压，重复测量次，最终统计分析时采用次血压的平均值。平均动脉压、脉压计算公式为：平均动脉压舒张压（收缩压舒张压）。在本研究中，我们将血压对钠钾的反应性看作连续性变量，具体计算公式如下：低盐期血压反应性低盐期血压基线期血压；高盐期血压反应性高盐期血压低盐期血压；补钾期血压反应性高盐补钾期血压高盐期血压。血、尿标本的收集与分析在各个阶段的最后一天安排当地医院采集受试者的外周静脉血标本和 尿标本。清晨空腹采集静脉血，离心机的半径为 ，离心 ，将分离的血清标本存放在 冰箱冷冻保存待测。收集受西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版试者 尿液标本并测量记录总体积，分别吸取尿标本存放于个冻存管内，存于 冰箱。所有血尿标本处理好后于当天运送至西安交通大学第一附属医院采用 全自动生化分析仪（日立，日本）检测尿标本中钠、钾浓度以及血清生化指标，包括血糖、血肌酐、三酰甘油、总胆固醇等水平。钠、钾排泄量用 尿液总体积乘以尿钠、钾浓度计算得到。位点选择及基因分型通过对美国国家生物技术信息中心数据库（：）和基因组变异服务器数据库（：）进 行 检索，采用 软件（，）在中国北京汉族（）和亚洲人群数据库中筛选尿调节素基因中的标签 位点。具体筛选标准：该标签位点 频率分布符合 平衡定律（），次要等位基因频率（，），且连锁不平衡系数。最终纳入 个尿调节素基因相关的 位点进行后续分析，分别为 、。采集全部受试者外周 静脉 血，应用 纯化试剂盒（有限公司，中国）提取外周血脱氧核糖核酸（，）。通过 检测平台对 个尿调节素基因有关的 位点进行分型。每种基因分型实验均由北京博奥晶典生物技术有限公司完成。统计学分析统计分析采用 软件进行。连续变量以均数标准差（?）表示，分类变量以（）表示。采用独立样本检验进行两组之间的比较，采用方差分析进行多组间比较。使用 软件（）通过精确检验法对选取父母受试者的基因型进行平衡检验和孟德尔一致性检验，计算各基因型的。利用 软件在不同遗传模型（加性模型，显性模型和隐性模型）下构建混合线性回归模型，截点乘积法（，）分析 与人群血压钠钾反应性的关系。将年龄、性别和体质量指数作为固定效应，家系相关性作为随机效应在模型中进行校正。为差异有统计学意义。结果受试者的基线特征及血压的钠钾反应性如表所示，在基线期，先证者的收缩压、舒张压和平均动脉压均高于其同胞、配偶和子女。钠钾饮食干预时，与基线期血压相比，受试者低盐期血压明显下降，高盐期血压则显著升高，此外与高盐期相比，在高盐补钾期，血压显著降低（表）。表基线特征及饮食干预下的血压反应性 临床指标先证者同胞配偶子女父母受试者人数（）年龄（岁）男性（）体质指数（）基线期血压（）收缩压 舒张压 平均动脉压 低盐期血压反应性（）收缩压&舒张压&平均动脉压&收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 高盐期血压反应性（）收缩压 舒张压 接续下页期吴燕，杜鸣飞，张玺，等 尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版续表临床指标先证者同胞配偶子女父母平均动脉压 收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 高盐补钾期血压反应性（）收缩压 舒张压 平均动脉压 收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 与同胞、配偶、子女比较，；与基线期比较，&；与低盐期比较，；与高盐期比较，。受试者各时期 尿液钠、钾的反应情况基线期受试者的尿钠、尿钾排泄均呈现“高钠低钾”规律，提示日常钠摄入过多而钾摄入不足，符合中国北方农村居住者的饮食习惯。与基线期相比，低盐期 尿钠排泄量显著降低，高盐干预后显著升高，补钾可以显著升高 尿钾排泄量（表）。这提示受试者对膳食干预依从性好。表受试者各时期 尿液钠、钾的排泄量 不同时期先证者同胞配偶子女基线期（）钠排泄量 钾排泄量 低盐期（）钠排泄量 钾排泄量 高盐期（）钠排泄量 钾排泄量 高盐补钾期（）钠排泄量 钾排泄量 与基线期比较，；与低盐期比较，；与高盐期比较，。尿调节素基因 位点的基本信息由于本研究以家系为基础，故 平衡检验仅在父母的数据中进行，表罗列了本研究采取的 所在基因组位置、等位基因、检验结果及功能预测。结果显示，各 位点基因型频率分布均符合 平衡定律，表明受试者选自遗传平衡的大众人群，具有很强的代表性。表尿调节素基因各 位点的基本信息 基因型（）位置区域等位基因 （）内含子 （）（）（）内含子 （）（）接续下页西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版续表 基因型（）位置区域等位基因 （）内含子 （）（）（）内含子 （）（）（）外显子 （）（）（）外显子 （）（）（）外显子 （）（）（）内含子 （）（）（）内含子 （）（）（）内含子 （）（）（）内含子 （）（）（）内含子 （）（）（）内含子 （）（）：单核苷酸多态性，：次要等位基因频率。表示基因型中个等位基因按常见频率高低顺序排列，表示 平衡检验的值，表示父母人群。尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的关联性通过对所有位点与血压的钠钾反应性这一性状表型 进 行 分 析，尿 调 节 素 基 因 、与高盐期舒张压和平均动脉压反应性显著相 关（均 ）。此 外，、与高盐补钾期收缩压、舒张压和平均动脉压反应性显著相关（均 ，表）。讨论通过对陕西“盐敏感性高血压研究队列”进行钠钾膳食干预，本研究发现，尿调节素基因多个 与血 压 钠 钾 反 应 性 密 切 相 关。其 中 、位点与高盐期舒张压和平均动脉压反应性 显 著 相 关；、位点与高盐补钾期收缩压、舒张压及平均动脉压反应性均显著相关。因此，以上 可能作为盐敏感性和钾敏感性的遗传标记，并为高血压的治疗提供潜在的遗传靶点。尿调节素基因由 个外显子组成，位于染色体 ，转录子只特异性存在于肾脏中，期吴燕，杜鸣飞，张玺，等 尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版表尿调节素基因多态性与血压钠钾反应性的关联性 等位基因收缩压反应性舒张压反应性平均动脉压反应性低盐期 高盐期 高盐补钾期 ：单核苷酸多态性。若 位点与血压反应性在加性、显性和隐性模型中均无相关性，则仅显示加性模型中的值。表示隐性模型。西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版其基因结构在人和小鼠体内均非常保守，尿调节素产生于肾小管髓袢升支粗段上皮细胞内质网，由高尔基体多聚糖加工，随后作为糖基磷脂肌醇连接分子被运送到顶端细胞膜，最后经蛋白酶水解切割后释放到尿液中。研究表明，尿调节素参与调节血压，促使血压升高。等通过全基因组关联分析发现尿调节素 的次要 等位基因与较低的高血压风险相关。等 研究表明 的主要等位基因与尿调节素基因表达、慢性肾脏病及高血压相关。本课题组近期对“盐敏感性高血压研究队列”长达年的随访，发现尿调节素基因 及 与远期的血压改变有关，与远期高血压的发病率显著相关（，）。基于“汉中青少年高血压研究队列”的研究，在调整多种混杂因素后，血清尿调节素的水平与高血压风险显著负相关（，）。在动物模型中，相较于野生型小鼠，敲除尿调节素基因的小鼠血压明显下降，并对盐诱导的高血压有抵抗力；尿调节素基因过表达的小鼠血压上升，并对呋塞米的利尿及降压作用更为敏感 。此外，有研究证实，尿调节素对钠水代谢的调节与肾小管髓袢升支粗段上皮细胞的 同 向 转 运 体（，）通道相关，上皮细胞内 在敲除尿调节素基因小鼠肾小管髓袢升支粗段表达上调，细胞膜侧 表达无显著变化，但磷酸化水平下降，其总体功能降低；尿调节素过表达小鼠的 磷酸化 水 平 上 升。以 上 研 究 提 示 尿 调 节 素 通 过 参与钠水代谢的调节进而影