高血壓大鼠腎臟ACE2的表達及其與內皮素的關系

佟 倩,張尉華,趙 魏

(吉林大學第一醫院心內科,吉林長春 130021)

高血壓大鼠腎臟ACE2的表達及其與內皮素的關系

佟 倩,張尉華,趙 魏

(吉林大學第一醫院心內科,吉林長春 130021)

目的探討自發性高血壓大鼠的腎臟中ACE2的表達情況并對其與血漿中內皮素水平做相關分析。方法實驗分為對照組和自發高血壓組,采用反轉錄-聚合酶鏈式反應(RT-PCR)法測定腎臟中ACE2mR NA表達水平,放射免疫法同批檢測大鼠血漿中內皮素的含量。結果自發性高血壓大鼠和正常對照大鼠相比,腎臟組織中ACE2蛋白的表達下降(P＜0.05),血清中內皮素的水平升高(P＜0.05),與ACE2蛋白的表達呈負相關(r=-0.632,P＜0.05),與血壓水平呈正相關(r=0.615,P＜0.05)。結論ACE2在腎臟的表達不同可能是引發高血壓病發病的一個重要因素,且其影響血壓的機制可能與縮血管物質有關。

血管緊張素轉換酶2;高血壓;內皮素;腎臟

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0029)

腎素-血管緊張素系統(RAS)在水、鹽平衡和血壓穩定方面起著重要的調節作用。2000年發現的血管緊張素轉換酶2(ACE2)是這個系統的新成員,其特異性地表達于心、腎等組織[1,2]。內皮素是一種縮血管因子,參與高血壓的發生。目前有資料表明ACE2在高血壓的發病中起作用,但內皮素是否參與其調節血壓的過程尚不清楚。本實驗旨在探討ACE2在自發性高血壓大鼠(SHR)體內的表達情況以及對其與內皮素相關性作分析,以期了解它們參與高血壓病發生發展的可能機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

由吉林大學動物部提供的12周齡的雄性大鼠共16只,其中自發性高血壓大鼠(SHR)為8只,同源對照大鼠WKY為8只。

1.2 實驗方法

1.2.1 血壓、體重的測定 采用鼠尾容積法測量大鼠的尾動脈的收縮期血壓(SBP),每只鼠連續測量SBP3次,每次間隔60 S,取其平均值;同時測量體質量。

1.2.2 血清內皮素水平檢測:從大鼠頸動脈抽出動脈血3 ml,分離血漿于-20℃低溫冰箱保存,放射免疫法同批檢測大鼠血漿中內皮素的含量(內皮素放免藥盒由東亞免疫技術研究所提供)。

1.2.3 RT-PCR法檢測大鼠腎臟組織ACE2mRNA的表達:ACE2上游引物:5-AACACCAACATACGGAGGAG-3,下游引物:5-TCTTGCCATCCATTTTTCAGG-3,擴增片段長度426 bp,B-action上游引物:5,TCCTAGCACCATGAAGATC3,下游引物:5,AAACGCAGCTCAGTAACAG3,擴增片長度189 bp。擴增體系列 25 μ l,擴增條件兩反應體系在同一PCR條件下反應,其程序為94℃預變性5 min;PCR循環94℃30 s,58℃30 s,72℃30 s;最后72℃延伸10 min。擴增ACE2基因用32個循環,而擴增B-actin基因用26個循環。瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產物,紫外膠成像系統拍攝電泳照片,按常規以B-actin作為內參照,進行產物半定量分析(以比值表示其相對含量)。

1.3 統計學處理數據 采用SPSS10.10版本統計軟件分析,計量資料均采用(±s)表示,采用方差分析、t檢驗,并行相關性分析。P＜0.05為差異有顯著性。

2 結果

2.1 大鼠血壓與體質量

SHR組大鼠與WKY對照組相比,血壓明顯上升[(200+5 vs 130+3)mmHg,P＜0.01],而體質量無顯著性差異[(295+11 vs 290+6)g,P＞0.05]。

2.2 兩組大鼠腎臟ACE2mRNA的表達

與WKY對照組相比,SHR大鼠腎臟組織中ACE2mRNA的表達明顯下降,ACE2/B-actin的mRNA拷貝數比值[(0.612+0.087 vs 0.761+0.078,P＜0.05)]。見圖1。

2.3 大鼠血清中內皮素水平及相關分析

與WKY對照組相比,SHR大鼠血清中內皮素水平明顯升高[(193.67+58.23 vs120.54+21.16)pg/ml,P＜0.05]。相關分析發現,大鼠血清中內皮素水平與腎臟組織中ACE2/B-actin的mRNA拷貝數比值呈負相關(r=-0.632,P＜0.05),與血壓水平則呈正相關(r=0.615,P＜0.05),而與體質量無相關性(P＞0.05)。

圖1 兩組大鼠腎臟ACE2mRNA(426 bp)與B-actin(189 bp)的電泳圖

3 討論

ACE2是血管緊張素轉換酶(ACE)的同族物,在血壓調節中發揮著與ACE相抗衡的作用,目前被看成是一種血管舒張物質和心血管系統保護因子。有人認為它是高血壓的侯選基因[3]。本研究顯示自發性高血壓大鼠腎臟ACE2mRNA的表達水平明顯低與同源對照組,提示ACE2mRNA的異常表達可能參與高血壓病的發病過程。ACE2調節血壓的機制還不很清楚,ACE2基因可能通過直接對抗ACE與血管緊張素(angiotensin,Ang)Ⅱ作用,促進Ang(1-7)的生成[4]、改善胰島素抵抗[5,6]以及增加一氧化氮釋放[7,8]等多種途徑實現其血壓調控。

內皮素是強烈的縮血管物質之一,具有血管收縮作用和致心肌肥大作用,與高血壓的發生發展密切相關。本研究顯示自發性高血壓大鼠血漿中的內皮素水平明顯高與正常對照組,且與ACE2mRNA在自發性高血壓大鼠(SHR)體內的表達呈負相關,提示縮血管物質內皮素可能參與了ACE2對血壓的調節,但具體機制還有待于探討。ACE2與血壓之間的關系非常復雜,尚不清楚ACE2的減少在導致高血壓產生的病理生理中的確切作用及它與其他血管活性物質的關系,抑或其僅僅是血壓升高的后續變化,有待于進一步研究[9]。

[1]Donoghue M,Hsieh F,Baronas E,et al.A novel angiotensin-converting enzymerelated carboxypeptidase(ACE2)conveys angiotensin I to angiotensinl-9[J].Circ Res,2000,87(5):E1.

[2]Tipnis S R,HooperN M,Hyde R,et al.A human homolog of angiotensinconverting enzyme:cloning and functional expression as a captopril-insensitive carboxypeptidase[J].J Biol Chem,2000,275(43):33.

[3]Crackower M A,Sarao R,Yagil C,et al.ACE2-a novel candiate gene for hypertension[J].Am J Hypertension,2001,14:A78.

[4]Zhong JC,Huang DY,Yang YM.et al.Upregulation of angiotensin-converting enzyme 2 by all-trans retinoic acid in spontaneously hypertensive rats[J].Hypertension,2004,44(6):907.

[5]Vickers C,Hales P,Kaushik V,et al.Hydrolysis of biological pop fides by humanan giotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase[J].Biol Chem,2002,277(17)l14838.

[6]Tikeiiis C,Johnston CL,Forbes JM,et al.Characterization of renal angiotensin converting enzyme 2 in diabetic nephropathy[J].Hypertension,2003,41(3):392.

[7]Santos RASD,Passaglio KT,Pesquero JB,et al.Interactions between angiotensin(1-7),kinins,and angiotensinⅡin kidney and blood vessels[J].Hypertension,2001,38:660.

[8]Schmaier AH.The kallikrein-kinin and the rennin-angiotensin systems have a muhilayered interaction[J].Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol,2003,285:1.

[9]Gavin Y,Oudit,Michael A.Crackower,Peter H,et al.The role of ACE2 in cardiovascular physiolog.Trends cardiovascular med 2003;13:93.

Angiotensin Converting Enzyme 2 Expression and Endothelin in Spontaneously Hypertension Rats

TONGQian,ZHANGWeihua,ZHAO Wei.(Departmen of Cardiology,First Hospital,JiLinUniversity,Changchun130021,China)

ObjectiveTo study the expression of angiotensin-converting enzyme 2(ACE2)in spontaneously hypertension rats(SHR)and its relavance to serum levels of endothelin(ET).MethodsGroupswere divided into①normal:WKY rats;②SHR.The expression of ACE2 mRNA in kidney was determined by reverse transcription polymerase chain reaction(R T-PCR);Serum endothelin levelswere determined by radio-immunization.ResultsThe expression of ACE2 mRNA was decreased in kidney in SHR compared withWKY rats(P＜0.05);Serum level of ET was increased in SHR compared with WKY rats(P＜0.05);The decreased expression of ACE2was accompanied by increase of serum ET.The levelof serum ET is negatively correlated to the copy ratio of ACE2/B-action mRNA in kidney(r=-0.632,P＜0.05)and positively correlated to blood pressure(r=0.615,P＜0.05).ConclusionThe different expression of ACE2 in kidney maybe a significant factor to initiat hypertension,and the mechanism of its regulation to blood pressure is likely related to vaso-excitor materials.

angiotensin-converting enzyme2;hypertension;endothelin;kidney

R544.1

A

1007-4287(2010)01-0029-02

2008-11-23)