心血管重塑相关疾病教育部重点实验室

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2014:心血管重塑相关疾病的分子病因学研究——肺动脉高压的遗传学研究

发布时间:2015-01-28 13:44:11
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肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)是肺动脉高压是一种极度严重的疾病。75%患者集中于20~40岁年龄段,15%患者年龄在20岁以下。肺动脉高压的症状包括:呼吸短促、易于疲劳、晕厥、胸痛以及腿部和踝部水肿。如果不及时治疗,患者的肺动脉高压会逐步加重,甚至使寿命缩短。多数肺动脉高压相关的症状源自右心衰竭。虽然近年来肺动脉高压的治疗已经取得一些进展,但其治疗方案多只是缓解症状,而不能改变疾病的进程与临床后果。其中一个重要原因是肺动脉高压的致病突变还未完全清楚,其发病机制与临床表型的关系还未明确。

肺动脉高压的病理改变表现为血管内皮细胞损伤和平滑肌细胞的增生,同时还可伴有细胞外基质的增加。多种生长因子及其受体、神经激素和细胞因子都参与了这种病理形态的改变。上述几种介质的表达水平在一定程度上都由各自的基因所调控。骨形成蛋白2型受体、五羟色胺、五羟色胺转运体,前列环素受体、前列环素合酶、电压门控的钾通道、一氧化氮、内皮素-1,内皮素A受体、B受体和活性氧等基因编码区域的改变都可能与肺动脉高压的形成有关。因此,对上述蛋白质基因调控的理解,比如对蛋白质的基因多态性和基因突变的认识等,将有助于我们更为深刻的认识肺动脉高压的病因、预后以及治疗等。

已开展肺动脉高压致病基因研究项目。收集符合国际标准的肺动脉高压患者临床信息和生物标本(血浆、DNA标本)50余例;收集符合国际标准的主动脉瘤患者临床信息。选取其中家族性肺动脉高压8例,特发性肺动脉高压41例,收集血液和提取DNA,进行个性化捕获外显子测序。测序结果经分析后已发现数个已知致病基因的新突变位点。通过生物信息学分析,发现多个候选易感基因。设计肺动脉高压及其他心血管疾病相关的400个基因捕获试剂盒,用来进行肺动脉高压的分子诊断。

图片6.png

 

骨形成蛋白Ⅱ型受体(bone morphogenetic protein receptor Ⅱ,BMPR-Ⅱ)基因突变特征的研究发现BMPR-Ⅱ基因不仅是部分西方白种人群FPAH的致病基因,而且26%的特发性肺动脉高压(idiopathic pulmonary arterial hypertension,IPAH)患者也有此基因突变。在研究中发现49个患者中,有17例患者中有BMPR2基因突变,其中5例为已知突变位点,12例为新的位点突变。7个家系中发现5个家系为已知位点突变。下面是在一个遗传性肺动脉高压家系中进行候选基因个性化捕获及外显子测序,测序结果经与公共网站或文献对照,排查肺动脉高压已知致病基因的SNPs或InDels。结果是如下:

图片7.png

虽然在PAH 分子遗传学研究方面已经取得了不少结果,还有一些问题待解决。首先,在同一个家族中,为什么具有同样的BMPR-Ⅱ基因突变的家族成员一部分发病,而另一部分不发病?其次,一些已故基因可能参与PAH 发病的基因包括:编码SERT 启动子、一氧化氮合成酶、血管紧张素Ⅱ、内皮素或者血管活性肠肽基因。对这些基因可能作为BMPR-Ⅱ基因的修饰基因来参与的PAH的发病。将这些基因和BMPR-Ⅱ基因表达联合起来进行研究,能否找到解释PAH的不完全外显和个体易感性的答案?最后,随着治疗PAH的多种药物的出现,还应该进一步研究是否可以用基因的多态性来解释不同的患者对同一种药物的反应性的不同。