糖、脂代谢紊乱与盐敏感高血压形成分子机理的研究

盐敏感高血压是原发性高血压发病的主要原因之一。近年，申请者对盐敏感高血压的研究发现：盐敏感大鼠13号染色体上的富马酸水合酶基因（Fh）发生点碱基突变，该突变导致糖、脂代谢的生物学活性显著下降。蛋白质组学的进一步研究证实该突变引起糖、脂代谢紊乱。动物实验证实代谢中产物（富马酸）对血压具有明显的调控作用。预示糖、脂代谢中产物对血压的反馈调节作用可能是盐敏感大鼠血压升高的主要原因。由此提出运用代谢组学的思路和方法对比性地分析盐敏感大鼠和正常大鼠糖、脂代谢中产物的差异性，以及差异性存在的代谢中产物对血压的反馈调控作用。克服以往对盐敏感高血压从某个具体代谢过程研究的局限性，融汇代谢组、蛋白质组以及基因组的综合信息，通过生物信息学综合分析，从整体上对富马酸水合酶基因突变后血压升高的盐敏感性给予全面解释。澄清盐敏感高血压形成的分子机理，为盐敏感高血压的临床诊断提供检测指标和药物治疗靶点。

关于糖、脂代谢紊乱与盐敏感高血压形成分子机理的研究，项目着重从盐敏感大鼠血、尿、肝、肾组织代谢中产物的代谢组学分析；差异代谢化合物的生物信息学分析；针对差异化合物的生化分析、动物生理特征验证、调节机制以及微观结构解析等几个方面逐层次展开。获得以下主要结论: SS大鼠与SSBN 13大鼠存在着完全不同的糖、脂代谢特征；富马酸水合酶活性下降是导致机体糖代谢受阻是SS大鼠肾髓质细胞富马酸、琥珀酸以及柠檬酸等有机酸积累的主要原因；由于盐敏感大鼠三羧酸循环受阻，糖酵解产物出现相应积累；戊糖磷酸途径、氨基酸合成及苹果酸-天冬氨酸穿梭途径相关代谢物的变化说明盐敏感大鼠中碳骨架及能量代谢途径存在异常； SS大鼠中氧代羧酸代谢存在差异性变化，证实机体碳骨架需要氨基酸代谢来补充；SS大鼠中部分与钠离子吸收转运相关氨基酸出现变化，提示其血压的升高可能与钠排泄有关；筛选出了脯氨酸、鸟氨酸等4种潜在生物标记物，可为进一步病理研究及临床诊断提供线索；通过酶法分析进一步证实了SS和SSBN13在糖脂代谢的差异性，这些结果说明在SS大鼠中，由于FH活力下降引起肾脏髓质线粒体能量代谢能力下降；肾脏髓质作为水盐代谢以及物质重吸收的关键部位，是需要大量消耗能量，线粒体功能的降低可能是这一局部细胞代谢紊乱的主要根源，并由此引发血压对高盐饮食的敏感性。即盐的摄入量越多，肾脏排泄需要的能量越多，髓质细胞线粒体提供能量的负担就越重，由于能量需求的增加和能量供给减弱的矛盾，导致髓畔细胞代谢紊乱，最终引起髓质直小血管收缩，血压升高。由此所引发的血压升高对盐饮食具有明显的依赖性；研究所筛选的差异代谢中产物如果能够进一步在人群样本中进行普查和检验，研究所获得的差异性的代谢中产物有可能成为临床诊断的候选标志物，而所涉及的代谢通路则可能作为药物干预的靶点。