遥控测压技术应用和血压波动性遗传学研究

论文摘要

最近十几年,血压研究中采用遥控测压技术是一个重要进展。该技术现已广泛应用于几乎所有的实验动物。美国心脏学会（AHA）在2005年的动物血压测量指南中明确推荐遥控测压方法适用于血压波动性测量。我们的实验中也采用遥控测压技术来获取血压波动性表型数据。遥控测压探头作为该技术的核心元件,其稳定性是否可靠对实验结果至关重要。在实验中观察到随时间推移,遥控测压探头定标参数[零点漂移值（offset）和压力敏感度（scale）]会发生变化,为了准确校正数据,在每次植入实验前和取出测压探头后应立即对测压探头进行定标。同时在实验中,VanVliet等发现环境温度对测压探头定标参数有影响。通常将遥控测压探头导管植入大鼠腹主动脉,术后大鼠恢复到正常状态所需时间,取决于麻醉的种类、手术的程度和大鼠品系,利用不同的评估指标确定Sprague-Dawley大鼠完全恢复所需时间为3到12天。尽管已发现温度可影响测压探头的定标,但是测压探头的零点漂移值和压力敏感度在常温25℃和接近生理温度的37℃下的具体变化情况还未见报道。此外,现在还没有自发性高血压大鼠SHR测压探头植入术后恢复时间的研究报道。血压波动性（blood pressure variability,BPV）是随血压动态监测技术发展应运而生的新概念。含义是,血压不是恒定的,而是连续可变的,这种变化程度称为BPV。初期小规模临床观察显示,血压和BPV均与高血压患者的器官损伤相关,均可预测高血压患者的器官损伤。在自发性高血压大鼠（spontaneously hypertensive rats,SHR）研究中,证实了这一现象。随后,在确认去窦弓神经大鼠为单纯性BPV升高（不伴有持续高血压）动物模型基础上展开研究。直接证明BPV升高（即血压不稳定）可导致心、肾、脑、血管等多个终末器官损伤。首次发现高BPV因素与高血压因素的敏感器官可以不同,BPV的较敏感器官为主动脉等大血管,高血压的较敏感器官为左心室和组织内小血管,从而,明确指出高BPV是心血管损伤的独立危险因素（不依赖于高血压因素）。在一项研究中,阐明高BPV在心血管损伤中的意义至少和高血压同等重要。同时,几项大规模临床研究结论与我们实验室的研究结果不谋而合。例如,1542例总体人群8.5年的随访研究表明,BPV是总体人群心血管死亡的独立预测指标,BPV升高可使总体人群心血管死亡可能性增加2-3倍。以上我们实验室的动物实验研究和国外大规模临床研究均提示BPV升高是独立而重要的心血管危险因子。鉴于此,我们提出降低BPV（即稳定血压）可作为心血管疾病防治新策略。那么如何降低BPV?重要的途径是发展能降低BPV的药物。但是,这是一项艰巨的任务,因为BPV的分子基础目前不清楚。因此,为了发展本身能降低BPV的药物,需要研究BPV的基因调控机制。研究策略之一就是通过对BPV表型遗传研究筛选相关调控染色体部位,确认调控基因以及功能作用途径。本课题主要开展了以下研究:（1）首先研究了测压探头在25℃和37℃两个温度下定标情况,并在SHR及其正常对照WKY大鼠上比较了探头植入术后7天与14天的血流动力学指标和活动度,以确定SHR术后恢复时间。（2）采用杂交动物模型,在亲本（WKY&SHR）、F1、F2子代大鼠上测量BPV表型,计算BPV表型遗传决定度,估算影响BPV的基因座数目。（3）对大鼠左右心室分别称重,计算心室肥厚指数,与所得血流动力学指标进行两两相关分析和多元回归分析。第一部分:大鼠遥控测压技术应用实验一在一年期间内,测定了探头在25℃和37℃时零点漂移值和压力敏感度。在两个不同温度下,开始时,测压探头的零点漂移值之间差异没有统计学意义,而压力敏感度之间差异有统计学意义;一年后,测压探头的零点漂移值之间、压力敏感度之间差异有统计学意义。一年中,随着使用时间和次数增加,测压探头的零点漂移值向负值发展（从-8.0±1.3 mmHg到-14.8±1.6 mmHg）,压力敏感度变化不大（从2.4±0.3%到1.84±0.2%）。实验二SHR及其正常对照Wistar-Kyoto（WKY）大鼠在探头植入术后第7天和第14天分别记录22小时血流动力学和活动度指标。WKY、SHR的活动度和昼夜活动度差值在第14天与第7天之间差异无统计学意义,但收缩压、舒张压和平均动脉压在第14天的测量值高于第7天,有统计学意义;SHR的收缩压波动性、舒张压波动性、昼夜心率差值在第14天的测量值高于第7天,有统计学意义,而WKY的这些指标在第14天与第7天之间差异无统计学意义。第二部分:大鼠血压波动性遗传学研究实验一遗传学研究动物选用。已知自发性高血压大鼠（SHR）与Wistar-Kyoto大鼠（WKY）的血压波动性表型差异明显。因此,本研究以SHR和WKY大鼠作为研究亲代动物。12-14周龄亲代动物血压选择标准为收缩压SHR＞150 mmHg,WKY＜150 mmHg。杂交动物繁殖。雄性SHR与雌性WKY大鼠1:2交配获得F1子代,F1子代雄性与雌性随机兄妹交配产生F2子代。交配周龄均为12-14周,每窝数量在11-15只的动物方用于繁殖子代。采用26-30周龄雄性动物进行血压波动性表型测量。最终所得样本量为:17例SHR、19例WKY、29例F1、167例F2。实验二血压波动性表型测量。采用目前最先进的血压遥控测量技术,在清醒自由活动大鼠上记录28小时表型值。所有实验动物在环境控制室（23±1℃,光照:黑暗=12小时:12小时,湿度:50±5%）预适应2周,再进行血压波动性表型测量。广义遗传决定程度（degree of genetic determination,DGD）计算公式:DGD=（VT-VE）/VT（其中VT代表环境变异加上遗传变异,即F2子代表型总变异;VE代表环境变异,即亲本SHR、WKY与F1子代表型变异平均值）。分别计算出BPV和其他血流动力学表型的遗传决定程度。收缩压波动性、舒张压波动性、平均动脉压波动性、脉压波动性的遗传决定度分别为50%、57%、60%、48%,理论推测影响BPV的数量性状基因座（QTL）数目分别为1.2、0.5、0.7、0.6;收缩压、舒张压、平均动脉压、脉压的遗传决定度分别为52%、34%、46%、62%,QTL数目分别为3.0、3.4、3.2、1.4。进一步的实验研究,包括基因型检测和遗传关联分析,正在与美国合作,寻找调控BPV的QTL。第三部分大鼠左心室肥厚指数与血流动力学指标相关分析。所有实验动物在表型测量后,麻醉处死,取出心脏,放入中性甲醛溶液保存。在实验结束时,对左右心室分别进行称重。包括血压波动性在内的所有血流动力学指标与左心室肥厚指数（左心室重/体重）进行单因素回归分析和多元回归分析。多元回归显示,只有血压因素对左心室肥厚有显著影响,在F1子代大鼠上,舒张压对左心室肥厚指数提供35.1%的影响;在F2子代大鼠上,收缩压对左心室肥厚指数提供28.3%的影响。结论1.为了获得准确可靠的SHR血压数据,需要对遥控测压探头进行定标,而且应该在接近生理温度的37℃下进行定标。SHR在术后第14天时恢复得更好,在此时测量血流动力学比较合适。2.BPV的遗传决定度高于BP,而可能影响BPV的QTL数少于BP。收缩压波动性、舒张压波动性、平均动脉压波动性、脉压波动性的遗传决定度分别为50%、57%、60%、48%,理论推测QTL数分别为1.2、0.5、0.7、0.6。收缩压、舒张压、平均动脉压、脉压的遗传决定度分别为52%、34%、46%、62%,QTL数分别为3.0、3.4、3.2、1.4。3.大样本实验证实,左心室肥厚的主要决定因素为血压。在F1大鼠上左心室肥厚指数的变异中有35.1%可由DBP来解释（P＜0.01）,在F2大鼠上左心室肥厚指数有28.3%可由SBP来解释（P＜0.001）。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 英文缩写词
• 前言
• 第一部分 大鼠遥控测压技术应用
• 材料和方法
• 结果
• 第二部分 大鼠血压波动性遗传学研究
• 材料和方法
• 结果
• 第三部分 大鼠左心室肥厚与血流动力学的关系
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述
• 附录
• 致谢
• 附件