Genomics of Blood Pressure and Hypertension: Extending the Mosaic Theory Toward Stratification
- PMID: 32389342
- PMCID: PMC7237883
- DOI: 10.1016/j.cjca.2020.03.001
Genomics of Blood Pressure and Hypertension: Extending the Mosaic Theory Toward Stratification
Abstract
The genetic architecture of blood pressure (BP) now includes more than 30 genes, with rare mutations resulting in inherited forms of hypertension or hypotension, and 1477 common single-nucleotide polymorphisms (SNPs). These signify the heterogeneity of the BP phenotype and support the mosaic theory of hypertension. The majority of monogenic syndromes involve the renin-angiotensin-aldosterone system and the adrenal glucocorticoid pathway, and a smaller fraction are due to rare neuroendocrine tumours of the adrenal glands and the sympathetic and parasympathetic paraganglia. Somatic mutations in genes coding for ion channels (KCNJ5 and CACNA1D) and adenosine triphosphatases (ATP1A1 and ATP2B3) highlight the central role of calcium signalling in autonomous aldosterone production by the adrenal gland. The per-SNP BP effect is small for SNPs according to genome-wide association studies (GWAS), and all of the GWAS-identified BP SNPs explain ∼ 27% of the 30%-50% estimated heritability of BP. Uromodulin is a novel pathway identified by GWAS, and it has now progressed to a genotype-directed clinical trial. The majority of the GWAS-identified BP SNPs show pleiotropic associations, and unravelling those signals and underpinning biological pathways offers potential opportunities for drug repurposing. The GWAS signals are predominantly from Europe-centric studies with other ancestries underrepresented, however, limiting the generalisability of the findings. In this review, we leverage the burgeoning list of polygenic and monogenic variants associated with BP regulation along with phenome-wide studies in the context of the mosaic theory of hypertension, and we explore potential translational aspects that underlie different hypertension subtypes.
L'architecture génétique de la pression artérielle (PA) comprend maintenant plus de 30 gènes, avec des mutations rares entraînant des formes héréditaires d'hypertension ou d'hypotension et 1 477 polymorphismes d’un seul nucléotide (PSN) courants. Tout cela démontre l'hétérogénéité du phénotype de la PA et soutient la théorie « mosaïque » de l’hypertension. La majorité des syndromes liés aux maladies monogéniques impliquent le système rénine-angiotensine-aldostérone et la voie des glucocorticoïdes via les glandes surrénales, tandis qu’une plus petite fraction est due à de rares tumeurs neuroendocrines des glandes surrénales et des paraganglions sympathiques et parasympathiques. Des mutations somatiques dans les gènes codant les canaux ioniques (KCNJ5 et CACNA1D) et les adénosine triphosphatases (ATP1A1 et ATP2B3) mettent en évidence le rôle central de la signalisation du calcium dans la production autonome d'aldostérone par la glande surrénale. L'effet de PSN liés à la PA est faible pour les PSN identifiés dans les études d'association pangénomique (EAP), et tous les PSN de la PA identifiés par EAP expliquent ∼ 27 % des 30 %-50 % d'héritabilité estimée de la PA. L'uromoduline représente une nouvelle voie de signalisation identifiée par les EAP, et elle fait désormais l’objet d’un essai clinique basé sur le génotype. La majorité des PSN liés à la PA identifiés par des EAP présentent des associations pléiotropes, et l'élucidation de ces signaux et des voies biologiques sous-jacentes offre des possibilités potentielles de réorientation de médicaments. Les données des EAP proviennent principalement d'études de populations d'Europe, tandis que les autres ascendances y sont sous-représentées, ce qui limite la généralisation des résultats. Dans cette revue de littérature, nous nous appuyons sur la liste émergente des variants polygéniques et monogéniques associées à la régulation de la PA ainsi que sur des études à l'échelle du phénome dans le contexte de la théorie « mosaïque » de l'hypertension, et nous explorons les aspects translationnels potentiels qui sous-tendent différents sous-types d'hypertension.
Copyright © 2020 Canadian Cardiovascular Society. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.
Figures
References
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