全国高血压日|测序技术助力高血压防治研究

Genome-Wide Methylation Analysis Reveals a KCNK3-Prominent Causal Cascade on Hypertension^[1]  

发表期刊：Circulation Research

影响因子：16.5

发表时间：2024年

研究物种：人和小鼠

研究方法：全基因组甲基化测序等

尽管在了解高血压的遗传结构方面取得了进展，但非编码基因变异如何影响高血压仍不清楚。本研究使用全基因组甲基化测序研究了高血压中的遗传和表观遗传相互作用。在918名男性中进行的甲基化分析揭示了等位基因特异性甲基化和甲基化数量性状位点。使用CRISPR/Cas9工程化了rs1275988T/C突变小鼠，并将它们繁殖为纯合子，使其接受高盐饮食。通过遥测技术监测它们的心血管指标。使用DNA拉下实验、质谱和Western blot技术阐明蛋白-DNA相互作用。通过电丝肌管技术评估血管功能，并通过分析KCNK3基因甲基化强调突变在高血压中的作用。结果发现与DNA甲基化相关的遗传效应，特别是在非胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤（非CpG）岛和非编码远端调控区域中显著促成了高血压的易感性。在高血压人群中识别了不同的甲基化数量性状位点模式，并观察到高血压的发病受到通过去甲基化过程传递的遗传效应的影响。通过证据优先排序和体内实验，本研究发现了rs1275988在细胞类型特异性增强子中作为显著的高血压致病变异，通过调节局部DNA甲基化和随之而来的KCNK3基因表达和血管重塑的改变来加剧高血压。当暴露于高盐饮食时，rs1275988C/C基因型的小鼠表现出更严重的高血压和显著的血管重塑，突显了主动脉壁厚度的增加。rs1275988的C等位基因与升高的DNA甲基化水平相关，通过减弱Nr2f2（核受体亚家族2组F成员2）在增强子位点的结合，降低Kcnk3基因的表达。本研究提供了遗传变异和DNA甲基化在高血压中的复杂相互作用的新见解，强调低甲基化在高血压发病中的潜在作用，并确定了rs1275988作为血管重塑中的致病变异。这项工作推进了我们对高血压分子机制的理解，并鼓励个性化医疗策略。

Genetic imputation of kidney transcriptome,proteome and multi-omics illuminates new blood pressure and hypertension targets^[2]  

发表期刊：Nature Communications

影响因子：14.7

发表时间：2024年

研究物种：人

研究方法：转录组测序、蛋白质组学等

血压（BP）调节的遗传机制仍然不明确。本研究使用特异于肾脏的表观基因组注释和三维基因组信息，生成并验证了基因表达预测模型，以用于对700个人类肾脏的转录组关联研究。确定了与血压相关的889个肾脏基因，其中399个被优先确定为对血压调节有贡献的基因。通过推算肾脏蛋白质组和microRNA组发现了与血压相关的97种肾脏蛋白和11种miRNA。整合血浆蛋白质组学和代谢组学的结果显示，肌醇、4-胍基丁酸盐和血管紧张素原是几种肾脏血压基因（分别为SLC5A11、AGMAT、AGT）的下游效应物。本研究展示了肾脏基因表达的遗传性减少可能模仿稀有功能丧失变异对肾脏mRNA/蛋白质的影响，并导致血压升高（例如，ENPEP）。本研究证明了从尿液中提取的细胞与肾脏中的蛋白质编码基因表达之间有很强的相关性（r = 0.81），这强调了尿液细胞转录组学的诊断潜力。本研究发现腺苷酸环化酶激活剂在高血压治疗中的潜在重新利用机会，并举例说明了抗癌药物（如微管蛋白聚合抑制剂）对血压升高的影响。总的来说，本研究为血压的遗传调控提供了新的生物学见解，并有可能推动高血压的临床应用。

Single-cell transcriptomics and chromatin accessibility profiling elucidate the kidney-protective mechanism of mineralocorticoid receptor antagonists^[3]

发表期刊：Journal of Clinical Investigation

影响因子：13.3

发表时间：2024年

研究物种：人

研究方法：转录组测序、单细胞转录组测序、ATAC-Seq等

醛固酮过多通常会导致高血压（HTN）和肾脏疾病。本研究使用单细胞表达和染色质可及性工具来表征醛固酮的靶基因和细胞类型，证明了醛固酮的效应是通过开放染色质状态和靶基因表达确立的，主要在主细胞和连接小管细胞中，而在远曲小管细胞段中的作用较小。我们在去氧皮质酮乙酸酯、单侧肾切除和高盐摄入诱导的高血压和心肾损伤大鼠模型中，研究了类固醇和非类固醇的醛固酮拮抗剂（MRA），以及上皮钠通道抑制剂氨苯喋啶的肾脏保护作用。所有抗高血压疗法均能防止心肾损伤。然而，即使在血压同等下降的情况下，芬尼酮在减少蛋白尿和改善足细胞和近端小管细胞的基因表达变化方面特别有效。作者注意到表达分泌型磷蛋白1（Spp1）、白细胞介素34（Il34）和血小板源性生长因子亚基b（Pdgfb）的受损/促纤维化的肾小管细胞的积累与大鼠肾脏纤维化程度之间存在很强的相关性。这种基因特征也显示出对人类肾脏样本分类的潜力。本研究的多组学研究方法为高血压相关肾脏疾病的潜在机制、靶向细胞类型、类固醇和非类固醇的MRAs以及氨苯喋啶的保护作用提供了新的见解。

Myeloid Cell Derived IL1β Contributes to Pulmonary Hypertension in HFpEFy^[4]

发表期刊：Circulation Research

影响因子：20.1

发表时间：2023年

研究物种：人和小鼠

研究方法：转录组测序、单细胞转录组测序等

保留射血分数的心力衰竭（HFpEF）中的肺动脉高压（PH）是一种常见且高度病态的综合征，但驱动PH-HFpEF的机制尚未完全清楚。我们试图确定一种公认的小鼠HFpEF模型是否也表现出PH的特征，并试图识别可能驱动HFpEF中肺血管早期重塑的途径。本研究通过八周龄的雄性和雌性C57BL/6J小鼠分别接受Nγ-硝基-L-精氨酸甲酯和高脂饮食或对照水和饮食，持续2、5和12周。将db/db小鼠作为第二种HFpEF模型进行研究。通过整体和单细胞RNA测序确定调控PH的早期途径。通过对小鼠肺和临床进行的PH-HFpEF患者尸检肺片的免疫染色来确认发现。通过ELISA验证小鼠肺、小鼠血浆以及在右心导管检查时获得的PH-HFpEF患者人血浆中的IL-1β（白细胞介素-1β）。使用氯膦酸脂质体和抗IL-1β抗体分别消耗巨噬细胞和IL-1β，以评估它们对HFpEF小鼠模型中肺血管重塑的影响。结果显示接受Nγ-硝基-L-精氨酸甲酯/高脂饮食处理的小鼠发展为PH、小血管肌化和右心功能障碍。整体RNA测序分析显示整个肺中与炎症相关的基因本体有过度表达，在小鼠和人类PH-HFpEF肺中CD68+细胞数量增加。细胞因子谱显示小鼠和人类血浆中的IL-1β增加。最后，氯膦酸脂质体处理的小鼠阻止了Nγ-硝基-L-精氨酸甲酯/高脂饮食处理小鼠发展为PH，IL-1β消耗也减轻了Nγ-硝基-L-精氨酸甲酯/高脂饮食处理小鼠中的PH。本研究报告了一种用于研究HFpEF中PH和右心重塑的新模型，并识别出髓系细胞来源的IL-1β是HFpEF中PH的重要驱动因素。

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