线粒体基因突变与中国汉族人原发性高血压发病的关系及其机制

原发性高血压是最常见的心血管疾病，已成为全球范围的重大公共问题，阐明原发性高血压发生、发展机制，为临床预防和治疗高血压提供理论依据和技术支持，是目前亟待解决的难题。.本研究从线粒体基因突变入手，寻找与原发性高血压发生、发展关联的遗传学标志，探讨母系遗传因素对中国人原发性高血压发病的影响，分析具有母系遗传特点的原发性高血压患者的临床特征。检测全部22种线粒体tRNA基因在原发性高血压患者中的突变情况，明确突变对原发性高血压发生、发展的影响。构建永生淋巴细胞系和转线粒体融合细胞，探讨线粒体tRNA基因突变对细胞功能及线粒体结构与功能的影响及其机制。观察血管紧张素II、雌激素等线粒体损伤或保护性药物对携带线粒体tRNA基因突变细胞功能的影响，探讨其可能机制。合成线粒体tRNA合成酶、野生型及突变型tRNA，观察突变对线粒体tRNA氨酰化活性的影响，明确线粒体tRNA突变影响细胞功能的可能机制。

1 发现具母系遗传特征EH家系及散发人群与mtDNA突变密切相关： 在山西省灵丘县募集病例和正常对照各100例。发现EH患者中母系遗传特征者49人，其平均发病年龄为49  5岁；非母系遗传为59  6岁，提示具遗传早发现象。测序发现537个基因变异，其中29个位于tRNA基因，45个位于rRNA基因，10个位于D-Loop区，453个位于蛋白编码区。.发现12个具有典型母系遗传特点的家系。家系1为5代104人，对此分析发现其母系成员高血压患病率达55.6%，而非母系成员15.6%。测序分析发现为tRNAIle A4263G突变，该突变影响tRNA与氨基酸的结合。.2 发现mtDNA突变直接影响淋巴细胞线粒体和细胞功能：携带tRNAIleA4263G突变的高血压患者淋巴细胞，倍增时间较正常对照显著增加。突变细胞氧耗率仅为正常的77.8%，苹果酸呼吸率降至78%；琥珀酸呼吸降至78%；TMPD呼吸降至80%。突变型tRNAIle 前体5’末端加工效率减少约70%，突变细胞中蛋白含量减少32%、ROS为对照的117%，线粒体膜电势要较正常降低32%。.3 发现mtDNA突变引起细胞线粒体钙离子处置改变：携带A4263G突变细胞 [Ca2+]m比正常低而 [Ca2+]c升高（P<0.01）。突变细胞线粒体膜上MCU蛋白表达降低，突变致线粒体Ca2+单向转运功能下降。MCU沉默后VSMC的[Ca2+]m降低，[Ca2+]c增加，VSMC分化标志基因SM22α和SMA-actin表达上升，细胞从收缩型向合成型转化，细胞的增殖增加。.主要创新点：（1）首次提出母系遗传性高血压的概念，拓展了原有高血压遗传学研究领域。（2）发现mtDNA突变与母系遗传高血压密切相关，并通过细胞和分子水平系统的研究mtDNA突变对线粒体结构与功能的影响，从全新的角度阐述了原发性高血压发病机制。（3）初步确定MCU是线粒体钙处置及胞内钙稳定的关键分子，为EH防治提供新的作用靶点。发表论文27篇，其中SCI 14篇，单篇最高IF:9.6，他引90余次。获解放军总医院科技进步一等奖。培养博士生3名，硕士生4名，北京市科技新星2名，军队人才项目1名，获军队继续教育项目1项。