2021年10月7日,来自中国医学科学院阜外医院汪一波教授团队在《Circulation Research》杂志上发表题为“ANKRD36 is involved in hypertension by altering ENaC genes expression”的研究性文章,该研究揭示了ANKRD36在高血压中的重要作用,揭示高血压中ANKRD36的低表达可能是一个潜在的治疗靶点。
高血压是心脑血管疾病最重要的危险因素。50% ~ 70%的中风和40% ~ 50%的心肌梗死与高血压有关。在全球范围内,约31.1%的成年人患有高血压:发达国家为28.5%,发展中国家为31.5%。收缩压(SBP)每增加20毫米汞柱,舒张压(DBP)每增加10毫米汞柱,心血管疾病的风险增加一倍。140/ 90mmHg绝对会增加心脏、大脑和肾脏疾病的风险。ANKRD36是一个新基因,位于2号染色体,有文献报道其基因下游区域的一个SNP位点与酒精代谢相关。然而,ANK (ankyrin) repeat domain 36 (ANKRD36)是否在高血压调节中起作用仍不明确。本研究拟进一步探讨ANKRD36在高血压血流动力学中的调节作用。
研究结果
1. 高血压人群和盐敏感高血压大鼠Dahl-SS大鼠中ANKRD36表达的降低
研究人员首先通过全基因组表达谱芯片分析,揭示了高血压人群外周血中ANKRD36表达显著降低,同时这一结果在盐敏感高血压大鼠Dah1-SS的外周血、肾、肝和动脉中都得到证实。
2. 体外实验发现ANKRD36影响ENaC表达
钠离子通道分布在远曲小管末端和集合管的膜表面,参与肾集合管和血液中的离子跨膜转运过程,与钠的重吸收、血压调控关系密切。上皮钠离子通道若出现功能紊乱,则在摄入高盐后,容易引起离子重吸收障碍,进而导致血压升高。作者利用RNA-seq观察到ANKRD36敲低后,钠通道(ENaC)相关基因表达上调。于是作者推测ANKRD36可能通过影响钠离子通道来调节血压变化。研究人员在人胚胎肾上皮细胞(HKC)和HEK293T中进一步验证,发现过表达和敲低ANKRD36分别引起了ENaC相关基因表达下调和上调。
3. 人胚胎肾上皮细胞ANKRD36调控ENaC相关基因的表达是通过“桥梁”YY1来发挥作用
为进一步探究ANKRD36调节ENaC的表达机制,作者者通过生信分析软件预测YY1可能是钠通道相关基因的转录因子。通过ChIP实验验证了YY1与ENaC启动子区的结合,而过表达和敲低YY1分别导致ENaC相关基因的表达上调和下调。此外, 敲低ANKRD36对ENaC的影响在YY1敲低后减弱。且敲低和过表达ANKRD36后,YY1核质比分别上调和下调。
4. YY1与ANKRD36的ANK2结构域结合
Co-IP、免疫荧光和荧光共振能量转移(FRET)等研究发现:YY1与ANKRD36的ANK2结构域结合,在ANK2缺失的情况,结合作用显著下降。
5. 高盐饮食下Ankrd36敲除(KO)小鼠的平均动脉压(MAP)水平和Na +重吸收显著升高,高盐饮食的KO小鼠对阿米洛利的反应更为敏感
本实验通过构建Ankrd36KO小鼠来验证其对血压及钠重吸收的作用。在高盐饮食之后,与WT组小鼠相比,KO小鼠血压显著上升,并且钠离子重吸收增强。此外,在提取原代肾小管上皮细胞(mRECs)中也发现,与WT小鼠相比,Ankrd36 KO促进ENaC相关基因的表达上调。此外,高盐饮食的KO小鼠对阿米洛利的反应更为敏感。
一点讨论
体内外实验表明ANKRD36通过与转录因子YY1相互作用影响ENaC(上皮钠通道)基因的表达。Ankrd36敲除小鼠的血压水平和Na+重吸收显著升高,对阿米洛利(ENaC的直接抑制剂)治疗反应更敏感。这些结果表明ANKRD36在血压调节中具有新的功能,低表达的ANKRD36在高血压中的应用可能是一个潜在的治疗靶点,在密切监测血清K+水平的情况下,ENaC抑制剂在高血压治疗中的应用可能会进一步扩大。
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