转基因动物在高血压研究中的应用

为了研究人类原发性高血压，已建立了多种遗传性高血压动物模型，如自发性高血压大鼠（SHR）。人们在研究这些模型时，通常遵循先观察异常表现，再寻找发病原因的研究过程。然而，机体内存在的多种代偿机制和影响因素，往往使得这种研究过程变得十分复杂和艰难。在建立这类模型时，传统的方法是选择性繁殖具有高血压表型的动物，由此所获得的模型，则是具有某种尚未阐明的高血压基因型的品系。1990年，德国科学家Mullins等尝试了新的研究与建立模型的方法。他们首先将一个高血压候选基因（小鼠DBA／2J Ren－2肾素基因，以下简称Ren－2）转入大鼠的生殖细胞而制备携带该候选基因的转基因大鼠，然后观察这一基因对大鼠血压的影响及其病理生理学改变，同时，由此而成功地建立了一种新的高血压大鼠模型：TGR（mRen－2）27（以下简称TGR，即transgenic rats，转基因大鼠）。TGR是第一个高血压转基因大鼠模型，其高血压的遗传性状是单基因Ren－2所致，血浆活性肾素和血管紧张素水平正常或降低，肾脏的肾素合成明显受抑，但肾外组织的肾素合成却显著增强，它首次提供了局部肾素——血管紧张素系统（RAS）在高血压发病中发挥作用的证据，是研究正常或低肾素型高血压以及研究组织RAS的极好模型。

人类原发性高血压是遗传因素与环境因素相互作用结果，而遗传因素可能起着更重要的作用。目前，对原发性高血压相关基因的研究工作主要从两个方面展开，一是应用DNA多态标记，通过相关研究（association studies）、联锁分析等方法寻找原发性高血压的相关基因。近年来，小卫星和微小卫星DNA（minisatellites and microsatellites）已成为比限制性片断长度多态性（RFLP）更有价值的多态标记，它们高度的变异性和特异性使它们成为“基因组扫描（genome screening）”的有力工具。目前已提出的候选基因，除肾素基因外尚有：血管紧张素原基因、血管紧张素Ⅰ转化酶基因、组织激肽释放酶基因和胰岛素受体基因等。二是制作转基因细胞和动物。转基因动物可在原有整体水平上对某个基因、某个系统以至某个成分进行系统性研究，或进行药理学试验等等。它已在肿瘤学、免疫学、神经病学和发育生物学中取得了显著成就。

目前，建立遗传性高血压动物模型的方法有3种。第一种即是对血压升高的动物进行选择性繁殖的传统方法，以SHR为代表，属于自然获得模式，其基因基础尚未阐明；第二种是将某个血压调控因子（激素或神经递质）本身自然发生的基因缺陷，通过传统的繁殖方法导入另一个高血压动物的基因背景中，使后者缺失该基因而判断这一基因在高血压发病中的作用。如遗传性下丘脑性尿崩症－易卒中自发性高血压大鼠（SHRsp－DI）。由这种方法所获得的模型，有明确的基因缺陷，但要得到这类模型，需要被动地等待特定基因发生极为偶然的自发性突变，无法进行系统性操作。第三种即是通过系统性基因操作制备转基因高血压动物，它可以在正常或高血压动物的基因背影中任意增加或去除某个基因，它标志着从自然获得模式向系统获得模式的历史性转变。这一方法首先在转基因高血压小鼠中取得了成功。

大鼠是实验高血压学中应用最广的经典动物，已积累了大量的理论和实验资料。Mullins及其同事成功地对大鼠进行了基因操作，为高血压领域提供了第一个转基因大鼠模型，从而迈出了转基因动物在高血压领域中实际应用的关键的第一步。转基因大鼠的研制成功对神经生物学等其他领域也会产生深远影响。