原发性高血压(Essentialhypertension,EH)是面临全球的公共健康问题，是严重威胁公众健康头号杀手——心血管疾病的首位危险因素，其患病率有逐年增高的趋势。高血压的高发病率、高致残率及高死亡率足以引起人们对其防治研究的重视，令人遗憾的是原发性高血压的发病机理至今尚未完全弄清，仍严重危害着人们的健康和生命。致病机制的研究成了高血压预防、诊断和治疗的首要攻关问题。研究发现，高血压是环境和遗传因素共同作用的结果，就遗传因素而言可能是由单基因或多基因引起。既往的研究和临床发现高血压有明显的家族史，其中一些具有典型的母系遗传特征，而且也有研究发现线粒体相关疾病往往同时伴有血压升高，这提示我们线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)突变可能是原发性高血压的分子致病机制之一。　　 tRNA基因突变是线粒体相关疾病的研究热点之一，有越来越多的研究证实其与原发性高血压相关。为了进一步明确母系遗传原发性高血压的分子致病机制，本研究以温州地区848例原发性高血压患者为研究对象，选取人类线粒体22个tRNA基因中的7个即tRNAhe、tRNALue(UUR)、tRNAGln、tRNATrp、tRNAAsn、tRNACy和tRNATyr进行了突变筛查分析。初步了解了温州地区7个tRNA基因突变频谱和频率；通过变异位点评估，筛选出了14个具有重大功能效应，能使tRNA结构功能发生改变，导致线粒体功能障碍，从而引起或加剧高血压表型表现的线粒体tRNA基因突变。对2个携带高血压相关线粒体A4401G突变和3个携带tRNAGlnT4363C突变的母系遗传高血压家系的临床资料和分子遗传学特征进行了调查分析。目的是全面系统的探讨线粒体tRNA基因突变与原发性高血压的关系，确定新的遗传标志物和预警靶点，为我国高风险人群高血压病的分子诊断提供理论依据，对阐明原发性高血压的发病机制具有重要的学术价值及临床意义，为我国高血压病的早期诊断和干预提供理论依据和技术支持。本研究包括以下三个部分：　　 第一部分研究对象资料的收集和7个线粒体tRNA基因突变的筛查　　 此部分研究的主要目的是建立一个含原发性高血压患者血液、DNA和永生细胞系的样本库以及包含DNA测序结果、临床资料和家系资料的资料库，由此建立温州地区原发性高血压患者的遗传资源库。开展高血压相关的线粒体tRNA基因突变筛查，绘制温州地区原发性高血压患者tRNA基因的突变频谱。本研究首先建立了原发性高血压遗传资源的收集和保存系统；根据国际标准采集临床资料、血液样品并对部分家系建立了永生细胞系。截止到2010年12月，本研究共收集到原发性高血压患者848例，同地区正常对照254例，样本来源于温州医学院附属第一医院。本研究对所收集的1102例标本分别进行了线粒体tRNAPhe、tRNALue(UUR)、tRNAGln、tRNATrp、tRNAAsn、tRNACys和tRNATyr7个基因的突变筛查。患者组中有116例发生了tRNA基因突变，概率为13.8％；正常对照组中有19例发生了tRNA基因突变，概率为7.5％；研究检测到tRNA基因变异位点35个，其中20个位点未见报道，25个位点只出现在患者组中，9个位点在患者和正常对照两组中都有，仅有1个位点只出现于正常对照。本研究评估了线粒体tRNA基因各突变位点与高血压的相关性；明确了温州地区7个线粒体tRNA基因各突变位点的发生频率；绘制了温州地区原发性高血压人群7个线粒体tRNA基因的突变频谱。此外，通过对各个突变位点进行评估，筛选出了14个可能对原发性高血压存在潜在影响的线粒体tRNA基因突变位点，为进一步的家系调查和功能研究打下基础。在本研究中发现了2个携带线粒体A4401G突变和3个携带tRNAGlnT4363C突变的原发性高血压患者，并对其进行了家系调查、临床和分子遗传学特征分析。第二和第三部分工作就是在此基础上开展起来的。此研究结果为原发性高血压的分子诊断提供方法和依据，为药物基因组学的研究提供分子基础和平台，为我国高血压的早诊断、早预防和特异性治疗提供理论依据。　　 第二部分两个同时携带A4401G和tRNACysG5821A突变的原发性高血压家系的临床特点及分子遗传学特征　　 tRNA功能障碍可由tRNA基因突变本身或转录后的剪接加工异常引起，它所导致的线粒体蛋白合成效率降低和呼吸链功能缺陷，与疾病的发生相关。A4401G突变是能导致tRNA功能障碍并与原发性高血压相关的线粒体基因突变。此部分对2个携带线粒体A4401G突变，具有典型母系遗传特征的原发性高血压家系的临床和分子遗传学特征进行了分析。结果显示：这2个家系共有母系成员15位，其中8人患有原发性高血压，外显率分别为50％和36.4％，而非母系成员高血压的外显率分别为0和22.2％。家系中高血压发病的严重程度具有明显差异，发病年龄也从35-87岁不等，呈母系遗传特征，且家系成员的血压值比先前报道的要高。对2个先证者的线粒体全基因组进行分析后发现49个变异位点，属于东亚人群C单体型，与先前报道的2个A4401G高血压家系属同一单体型，提示单体型C可能是A4401G相关高血压的主要单体型。在这些多肽位点中，除tRNAMet基因5’末端和tRNAGln基因之间的同质性A4401G外，还发现了tRNACyG5821A突变，此外未发现其他有功能意义的突变。有研究显示tRNACysG5821A作为一种修饰因子影响了mtDNAA1555G相关耳聋表型的表达。tRNACyG5821A突变可能协同加重由A4401G突变引起的线粒体功能障碍，从而加重高血压的表型。　　 第三部分三个携带tRNAGlnT4363C突变母系遗传原发性高血压家系的临床及分子遗传特点分析　　 线粒体tRNA基因突变与心血管疾病密切相关，是高血压相关的突变热点区。此部分研究发现了一个与原发性高血压相关的线粒体tRNA基因新突变，并对携带此突变的3个家系进行了调查分析，阐述了其临床、遗传和分子特征。3个携带线粒体tRNAGlnT4363C突变的原发性高血压家系具有母系遗传特征。家系中共有母系成员28位，其中11位患有不同程度的高血压，发病年龄从27到64岁，平均发病年龄为44岁，有1位非母系成员患病，母系成员中男性的后代均未非发病。(WHP4-II-6，WHP5-II-2和WHP6-II-2)3位先证者的线粒体全序列分析结果显示，除同质性tRNAGlnT4363C突变外，还有62个多态性位点，分别属于东亚线粒体单体型Z3，Z3和B4d。tRNAGln为线粒体重链编码，T4363对应于相应tRNA二级结构反密码子环的A38位，此位点与反密码子识别功能的高保真性和正常tRNA结构的形成及结构的稳定性相关，从细菌到人类进化上高度保守，16种灵长类的保守性指数(ConventionalIndex,CD值为75％。有研究显示此突变可能与疾病有关。高血压的母系遗传特征，正常对照者中T4363C突变的检出率为0，以及未找到其他有功能意义的突变位点等表明，线粒体tRNAGlnT4363C突变这一遗传危险因素可能是这3个家系高血压发病的主要分子基础。同质性突变，轻度线粒体功能损害，患者表型差异等提示核修饰基因、环境因素、线粒体遗传背景等可能对T4363C高血压表型的表达有一定的影响。