利用全外显子测序技术研究致病基因对高血压发病年龄的影响

Onset age of hypertension shows a significant association of coronary heart disease or cardiovascular diseases mortality. It is widely believed that essential hypertension is a complex disease influenced by multiple factors including genetic, environmental and metabolism element. However, the genes responsible for onset age of hypertension remains unknown. We performed whole-exome sequencing for a case in a family with essential hypertension with the onset age less than 40 years old. No genes polymorphisms have been reported was detected by verification in other cases in this family. Further studies are needed to clarify the genes polymorphism associated with hypertension by performing whole-exome sequencing for the other cases in this family. A case-control study is needed to conduct to examine the association between the genes polymorphism and onset age of essential hypertension. To clarify the function of novel genes, the genes and protein expression will be detected in cultured aortic smooth muscle cells and explore the function of these genes in the pathogenesis of hypertension by specifically silencing the genes expression in aorta smooth muscle cells. The purpose of this study was to investigate association of genes polymorphism with susceptibility to the onset age of essential hypertension. It is important to the understanding of the molecular etiologies of hypertension and will lead to the development of new therapeutics.

高血压发病年龄与心血管疾病死亡率密切相关。原发性高血压发病受遗传、环境和代谢因素共同影响，与发病年龄相关的原发性高血压致病基因尚不清楚。我们前期工作采用高通量测序技术，对一个发病年龄均小于40岁的原发性高血压家系中的一例患者进行全外显子测序，与已知致病基因比对后，在家系其他患者中进行验证，排除了已知致病基因的作用。本课题拟选取该家系中其他患者和正常人进行全外显子测序，通过生物信息学分析，将与发病年龄相关的候选致病基因定位在少量基因，在该家系所有成员中验证后，选取大量汉族原发性高血压家系和散发患者，根据发病年龄分为＜40岁组和≥60岁组，并选取相同年龄组的正常对照，用飞行质谱技术检测候选致病基因多态性在不同发病年龄高血压患者中的分布。确定致病基因后，通过RNA干扰技术特异性沉默其在大鼠胸主动脉平滑肌细胞的表达，探索该致病基因在高血压发病中的作用，为高血压早期防治提供新理论和药物新靶点。

高血压发病年龄与心血管疾病死亡率密切相关。原发性高血压发病受遗传、环境和代谢因素共同影响，与发病年龄相关的原发性高血压致病基因尚不清楚。我们收集了一个包括4例有直系亲属关系的发病年龄﹤40岁的原发性高血压患者的家系，采用高通量测序技术，对高血压家系中的1例患者进行全外显子测序，与已知致病基因比对排除已知致病基因作用后，选取该家系中其他2例患者和正常人，抽提DNA，进行外显子捕获，用高通量测序仪进行全外显子测序。将外显子测序数据通过逐步滤过法，同hapmap数据库和dbSNP数据库、千人基因组数据库、内部SNP数据进行比对，分析对比滤掉普遍变异，根据突变改变编码序列的严重程度对突变进行排序，消除与这个疾病的遗传模式不匹配的突变。将寻找致病SNPs突变范围缩小到参加外显子测序的患者同时发生突变的候选基因上；排除与正常对照相同突变的候选基因，最终确定少量候选基因。目前已经找到两个候选基因，包括一个钙离子通道基因和一个氯离子代谢相关基因。利用Sequenom的方法验证候选致病基因的突变位点在大样本人群中的分布频率，没有发现致病位点在原发性高血压患者和正常人中有显著差异。在自发性高血压大鼠和正常大鼠主动脉平滑肌mRNA和蛋白表达也没有差异。同时，为了发现更多的原发性高血压新候选致病基因，对另外2个原发性高血压家系中患者和正常人进行了全基因组外显子测序，通过生物信息学分析，找到了其他的新候选致病基因。下一步拟利用我们建立的目标基因结合2代测序技术，在大样本患者中筛查是否有上一步全外显子测序家系中发现的候选致病基因突变。选择在多个家系或散发患者中都出现突变的基因，通过CRISPCas9等技术，在动物或细胞中敲除候选致病基因或敲入突变的位点，通过功能学验证，确定真正的原发性高血压致病基因。