细胞色素P450代谢产物与盐负荷交互作用致高血压的机制研究

本课题组前期通过高血压高发区关联分析及功能鉴定证实细胞色素P450 （CYP）4F2基因是高血压易感基因，且其花生四烯酸代谢产物之一20-羟二十碳四烯酸（20-HETE）与血压水平密切相关。在此基础上，本项目拟借助已建立的CYP4F2/his转基因鼠，以肾脏为靶器官，辅助细胞模型，围绕盐负荷这一高血压的主要危险因素，从3个方面揭示CYP代谢产物20-HETE与19-HETE、EET的网络调控及其与盐负荷的的交互作用，介导氧化应激途径，最终引起高血压的分子机制：①不同20-HETE水平的遗传背景下高/低盐负荷对氧化应激和血压的影响；②NF-κB信号途径在盐负荷和20-HETE诱发高血压的氧化应激中的作用；③在高/低盐负荷影响下20-HETE与花生四烯酸CYP其他代谢产物的相互作用。本研究将深入阐述该高血压高发地区高血压发生发展的遗传和环境易感因素交互作用，为该地区高血压的干预体系提供依据。

本项目研究目的是借助已建立的KAP-CYP4F2转基因小鼠，以肾脏为靶器官，辅助细胞模型，围绕盐负荷这一高血压的主要危险因素，揭示CYP代谢产物20-HETE和EETs与高盐负荷交互作用，引起高血压的分子机制。采用现代分子生物学、基因重组、高通量质谱分析等技术，主要获得如下结果：①发现20-HETE与高盐协同作用通过Nedd4-2（泛素连接酶E3）诱导肾脏离子转运蛋白NKCC2发生泛素化修饰，并经蛋白酶体途径降解，说明高血压易感基因CYP4F2与高盐负荷的环境暴露因素交互作用，通过肾脏利尿钠作用调节血压；②通过雄激素刺激转基因小鼠，发现雄激素通过改变CYP代谢产物20-HETE/EETs的比例诱导血压进一步升高，提示雄激素对20-HETE/EETs的调节作用是性别差异对高血压影响的重要原因；③构建CMV启动子调控的CYP4F2转基因小鼠，并与KAP-CYP4F2转基因小鼠进行比较，发现KAP-CYP4F2转基因小鼠的CYP4F2/20-HETE于肾脏功能性明显高于CMV-CYP4F2转基因小鼠，引起高血压表型，证明了肾脏是CYP4F2/20-HETE发挥血压调节作用的重要组织；④通过测量转基因小鼠空腹血糖，发现转基因小鼠空腹血糖升高是由于20-HETE通过cAMP/PKA-PhK-GP通路使肝糖原分解增强，而不是因为胰岛素抵抗，证明了20-HETE是高血压、高血糖患病的共同机制，为寻找治疗高血压、高血糖的药物新靶点提供理论基础。另外，从表观遗传学角度，分析了氧化应激关键因子NF-κB在乙酰转移酶p300的作用下对nNOS表达的调节作用，证明了p300使NF-κB乙酰化并与其相互作用，增强了NF-κB对nNOS基因的转录激活作用，从而调节体内NO水平，参与血压的调节作用。我们还对环境雌激素TCDD的致畸作用展开机制研究，发现TCDD通过转录因子C/EBPβ诱导肝脏Igf2 基因表达，导致胎儿畸形的发生。上述结果进一步阐述了遗传因素和环境易感因素的交互作用参与高血压的发生发展，特别是高盐诱导泛素-蛋白酶体系统的发现为高血压的干预治疗提供新的思路。