EGLN1基因介导HIF通路参与新生儿持续肺动脉高压发生及其机制研究

Persistent pulmonary hypertension of the newborn (PPHN) is a common critical disease with high mortality and morbidity in newborn nursery. Genetic factors have been recognized to be involved in the development of PPHN. HIF pathway plays an important role in oxygen sensation of pulmonary hypertension. In previous study, we have found variations of EGLN1 gene which encoding prolyl-4 hydroxylase 2 (PHD2) in PPHN neonates. The present study is proposed to go on further confirmation of EGLN1 gene variations with larger sample size. Endothelial specific EGLN1 knockout mouse will be constructed and exposed to hypoxia. We will measure the right ventricular systolic pressure through catheterization of right ventricle and observe pathological change of pulmonary arteries. Gene expression, protein level in HIF pathway will be detected as well. This study will help to elucidate the mechanism of EGLN1 regulated HIF pathway in PPHN and provide new ideas for the manegement of PPHN.

新生儿持续肺动脉高压（PPHN）是NICU最常见的危重症之一，病死率和致残率高。近年遗传因素在PPHN发生中的作用备受关注。低氧诱导因子（HIF）通路是肺动脉高压发生中参与缺氧应答的关键信号通路。在前期研究中，我们发现编码HIF通路中重要氧感受器脯氨酸羟化酶（PHD2）的EGLN1基因变异，可能参与了PPHN的发生。本课题拟进一步：（1）扩大样本量，检测PPHN患儿EGLN1的变异情况，证实EGLN1变异是PPHN发生重要的遗传背景因素；（2）构建内皮细胞特异性EGLN1基因敲除小鼠，并暴露于常氧和低氧状态下，动态监测新生小鼠肺动脉压力和不同时期血管壁病理改变以及HIF通路基因表达情况。初步揭示EGLN1介导的HIF通路在PPHN发生中的重要作用和分子机制，为PPHN的诊治提供新的思路。

新生儿持续肺动脉高压（PPHN）是NICU中最棘手的难题之一，病死率和致残率高，既往研究表明遗传致病因素参与PPHN发生。本研究利用外显子测序技术，对PPHN遗传致病基因及易感基因进行探究，并初步探讨 EGLN1基因变异参与 PPHN 的作用机制。（1）115例平原汉族PPHN患儿测序发现9例患儿携带肺动脉高压基因变异（BMPR2、SMAD9、TGFB1、KCNA5、TRPC6和TBX4），其中3个变异（1个TBX4和2个BMPR2基因突变）为致病/可疑致病变异。易感分析发现CPS1基因的单核苷酸多态性(SNP)（rs192759073、rs1047883、rs2229589）和NOTCH3基因的SNP（rs1044008）与PPHN显著相关。对罕见位点进行基因关联分析，发现CPS1和SMAD9与PPHN显著相关。（2）对20例高原藏族PPHN患儿的全外显子测序数据进行分析并与50例高原藏族健康人群测序数据比较，发现166个变异在两组间存在显著差异，KEGG通路富集分析发现这些基因富集于包括HIF通路在内的8条通路，其中49%来自43个低氧相关基因。进一步在平原人群中验证上述结果，发现127个低氧相关基因中的413个变异在两组间存在显著差异，其中3个为罕见变异TTLL3（p.E317K、p.P777S），ITGAM（p.E1071D）。（3）体外培养人肺动脉内皮细胞（HPAECs），利用siRNA技术转染HPAECs干扰EGLN1基因表达，分析PHD2/HIF通路关键基因mRNA和蛋白表达差异，CCK-8法检测细胞活力变化。结果发现，低氧时抑制EGLN1基因可促进下游HIF1a、HIF2a、EDN1基因转录，相应蛋白表达增多，HPAECs活力增强。本研究结果有助于阐明PPHN的遗传学机制，为PPHN的早期诊治提供新思路。