线粒体DNA突变与原发性高血压相关性的研究进展
母系,密码子,家系,1线粒体基因组与线粒体遗传学,2mtDNA突变与EH的关联性分析和功能机制研究,1与EH相关的线粒体tRNA突变位点,2与EH相关的线粒体编码蛋白基因突变位点,3与EH相关的线粒体tRNA合并
张羽松,陈 曦,李 泱,尹 彤*,高永红(1遵义医学院研究生学院,遵义 563000;2北京航天总医院老年综合内科,北京 100076;3解放军总医院老年心血管病研究所,北京 100853)
高血压已经被公认为冠心病、脑血管疾病、充血性心力衰竭和肾功能不全等疾病的主要危险因素。国内外学者经过多年的研究,尽管明确了高血压的诸多病理生理基础和防治措施,但该疾病仍然是威胁人类健康的最大公共问题之一[1]。据统计我国心血管病患者约2.9亿,其中高血压达2.66亿人;全球高血压患病人数接近10亿,据预测,截止2025年将有1/3的世界人口患高血压[2]。目前仍有>90%高血压病因不明,认为此病可能是一种病因,也可能存在多种病因共同作用,因此复杂的病因使高血压的病因诊断增加了很大的难度。但一般认为原发性高血压(essential hypertension,EH)是多因素共同作用的结果,包括遗传、环境和生活习惯等因素,其中遗传因素占了30%~50%[3]。随着基因分析技术的改进,特别是全基因组关联分析技术的应用,从核基因组水平寻找EH的发病机制获得了许多新进展。尽管如此,既往大量针对核基因变异与EH的相关性研究仅能够解释大约3%的高血压发生风险[4]。近年研究发现线粒体DNA(mtDNA)突变与家系中具有母系遗传特性的EH发生有明显的相关性,关联的mtDNA突变能够导致线粒体能量代谢和氧化应激等功能改变,因此,针对mtDNA突变的研究成为了探索EH发病机制的新热点。
1 线粒体基因组与线粒体遗传学
线粒体是普遍存在于真核生物有核细胞的细胞器,有独立的基因组,即mtDNA。人类mtDNA由闭合的环状双链分子构成,富含鸟嘌呤的重链构成外环,内环富含胞嘧啶为轻链,两条链均有编码功能,总长度16 569bp[5]。mtDNA存在编码区及非编码区,人类mtDNA编码区由37个基因组成,参与编码22个转移RNA(tRNA)、2个核糖体RNA(rRNA)和13种多肽链(图1);13种蛋白质均是呼吸链酶复合物的亚单位,是线粒体氧化磷酸化产生三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的基础。而非编码区[即D环(D-loop)区]虽不直接参与编码功能,但它参与调控mtDNA的表达,且认为此区域是易突变区,突变与多种疾病相关[6]。线粒体中呼吸链酶复合物除了由mtDNA编码,也有核DNA(nDNA)或者两种基因共同编码[7],因此线粒体基因与核基因任一发生突变都可能发生线粒体疾病。不同于nDNA的是,mtDNA具有母系遗传、突变率高、拷贝数多以及细胞分裂是随机分离等特点 ......
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