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世居高原藏族新生儿脐静脉内皮细胞缺氧诱导因子1α基因及缺氧诱导基因的表达研究
时间: 2010-10-15           来源: 中国知网

【作者】高文祥

【导师】史景泉; 高钰琪

【作者基本信息】第三军医大学,病理学与病理生理学,2001年,博士

  缺氧诱导因子-1(HIF-1)普遍存在于哺乳动物细胞中,是介导缺氧信号与众多缺氧诱导基因转录激活的一个重要的偶联和调控因子,调节缺氧时包括诱导型——氧化氮合酶(iNOS)、血管内皮生长因子(VEGF)以及红细胞生成素(EPO)在内的众多缺氧诱导基因(HIGs)的表达。世居高原藏族人群与其他高原世居人群相比,具有居住高原年代最长、相对较为封闭的特点,他们对高原的适应能力亦明显高于南美和北美高原世居人群,是研究人类高原适应机制的最合适的研究对象。不过,目前已有的对于世居高原藏族人缺氧反应的研究多为机能代谢的改变,而关于缺氧如何影响世居高原藏族相关基因表达国内外均未见报道。为了了解缺氧时世居高原藏族HIF-1及缺氧诱导基因表达的特点,我们从细胞、分子和基因水平以及与整体相结合,建立了世居高原藏族脐静脉内皮细胞(UVECs)体外培养模型,应用PCR方法测定了世居高原藏族HIF-1α cDNA序列,用RT-PCR方法观察了缺氧时世居高原藏族UVECs HIF-1α、iNOS、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)、VEGF以及EPO mRNA的表达,应用Western blot方法观察了缺氧时世居高原藏族UVECs HIF-1α蛋白的表达,并用化学显色法和放免测定的方法观察了世居高原藏族UVECs培养上清以及世居高原藏族健康成人血浆NO和ET水平,以期为进一步从基因表达调控的角度揭示人类高原适应的分子机制提供理论基础。

  主要结果及结论如下:

  1.体外培养的世居高原藏族人UVECs具有与移居高原汉族人UVECs相似的细胞形态和生长特性。

  2.世居高原藏族人HIF-1α cDNA序列与以往报道的平原人HIF-1αmRNA序列相比,其3360位T被置换为A而3383位T则被A所置换。

  3.世居高原藏族人UVECs和移居高原汉族人UVECs均在缺氧前即有HIF-1α mRNA的表达,缺氧条件培养门0.5%O2,2~24h)对其表达量无显著影响。世居高原藏族人UVECs在缺氧前和缺氧2h末,未检测出HIF-1α蛋白表达,在缺氧4h时开始检测出 HIF-1α 蛋白表达,并且 HIF-1α 蛋白表达的量随缺氧时间延长而增加,其表达特点与移居高原汉族人相似。结合世居高原藏族人和移居高原汉族人UVECs缺氧时HIF-1α mRNA表达特点,推测低氧对 UVECs HIF-1α表达的影响主要在于转录后调节。

  4.缺氧可以上调世居高原藏族人和移居高原汉族人UVECs中iNOS、VEGF和 EPO mRNA表达,同时下调 eNOS mRNA表达。这些改变在世居高原藏族人和移居高原汉族人之间无显著差异,提示它们是人体缺氧反应的共同机制之一。UVECs也可以表达EPO,其意义可能在于红细胞生成以外的调节。

  5.缺氧可以刺激世居高原藏族人和移居高原汉族人UVECs分泌ET增多而分泌NO减少。世居高原藏族人UVECs分泌ET的量在缺氧12h和24h均较移居高原汉族人 UVECs低。缺氧时世居高原藏族人 UVECs ET分泌增高的程度较低,可能有助于保持相对低的血管张力,有利于胎儿血液供应。这可能是世居高原藏族人胎儿宫内发育迟缓较少,新生儿体重较重的机制之一。

  6.世居高原藏族和移居高原汉族健康成年人各项血氧指标均显著低于平原正常水平。世居高原藏族人动脉血氧饱和度和氧含量显著低于移居高原汉族人,但两者的动—静脉血氧含量差相差无显著性,提示世居高原藏族血红蛋白在组织水平释放氧的能力较强。世居高原藏族人动脉血二氧化碳分压和实际碳酸氢盐显著高于移居高原汉族人,提示世居高原藏族人没有或呼吸性碱中毒较轻,这时血红蛋白易与氧分离,有利于其在组织细胞释放更多的氧。

  7.高原居民血浆ET含量较平原居民高而NO含量较平原居民低,世居高原藏族人和移居高原汉族人相比,其血浆ET和NO含量更接近平原水平。血浆中 ET和 NO含量的不同可能是世居高原藏族缺氧性肺动脉收缩反应钝化的原因之一。

【关键词】 缺氧; 藏族; 缺氧诱导因子-1; 高原; 脐静脉内皮细胞; Western blot; PCR ; RT-PCR; 一氧化氮; 红细胞生成素; 内皮素; 血管内皮生长因子; 一氧化氮合酶

(责编:徐言)

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