Differential and Reciprocal Regulation between Hypoxia-inducible Factor-α Subunits and Their Prolyl Hydroxylases in Pulmonary Arteries of Rat with Hypoxia-induced Hypertension

Hypoxia-inducible factor (HIF)-α subunits (HIF-1α,HIF-2α and HIF-3α),which play a pivotalrole during the development of hypoxia-induced pulmonary hypertension (HPH),are regulated through post-U'anslational hydroxylation by their three prolyl hydroxylase domain-containing proteins (PHD 1,PHD2 and PHD3).PHDs could also be regulated by HIF.But differential and reciprocal regulation between HIF-α and PHDs duringthe development of HPH remains unclear.To investigate this problem,a rat HPH model was established.Meanpulmonary arterial pressure increased significantly after 7 d of hypoxia.Pulmonary artery remodeling indexand right ventricular hypertrophy became evident after 14 d of hypoxia.HIF-1α and HIF-2α mRNA increasedslightly after 7 d of hypoxia,but HIF-3α increased significantly after 3 d of hypoxia.The protein expressionlevels of all three HIF-α were markedly upregulated after exposure to hypoxia.PHD2 mRNA and proteinexpression levels were upregulated after 3 d of hypoxia;PHD 1 protein declined after 14 d of hypoxia withoutsignificant mRNA changes.PHD3 mRNA and protein were markedly upregulated after 3 d of hypoxia,then themRNA remained at a high level,but the protein declined after 14 d of hypoxia.In hypoxic animals,HIF-lotproteins negatively correlated with PHD2 proteins,whereas HIF-2α and HIF-3α proteins showed negativecorrelations with PHD3 and PHD 1 proteins,respectively.All three HIF-α proteins were positively correlatedwith PHD2 and PHD3 mRNA.In the present study,HIF-α subunits and PHDs showed differential andreciprocal regulation,and this might play a key pathogenesis role in hypoxia-induced pulmonary hypertension.     

PHD2基因在鲸类低氧信号通路中的功能

为研究鲸类低氧适应的分子机制,文章克隆了不同低氧耐受能力的3个鲸类物种,抹香鲸(Physeter macrocephalus)、白鲸(Delphinapterus leucas)和长江江豚(Neophocaena phocaenoids asiaeorientalis)的脯氨酸羟化酶2(PHD2)。通过对其序列进行分析,发现3个物种PHD2的氨基酸序列非常保守。通过对这3个物种的PHD2的功能进行探究发现:3个物种的PHD2在常氧情况下均可以降解3个物种的HIF-α(包括HIF-1α和HIF-2α)蛋白,而在低氧(O₂浓度小于2%)情况下,PHD2则无法明显降解HIF-α蛋白。在常氧下,鲸类的PHD2降解HIF-α是依赖于识别鲸类的HIF-1α上LTLLAP和LEMLAP,HIF-2α的LAQLAP和LETLAP氨基酸片段,推测PHD2是通过对HIF-α序列中的脯氨酸位点进行羟基化修饰后,被VHL-E3泛素连接酶复合体所识别,发生泛素化降解。而在低氧条件下,PHD2的活性受到抑制HIF-α不能被VHL-E3泛素连接酶复合体识别,发生降解。研究对3种不同低氧耐受能力...     

肝细胞癌中HIF-1α与PHD2的表达及临床意义

目的 研究HIF-1α和PHD2在肝细胞癌（HCC）组织中的表达,并分析其与临床病理特征间的相关性及临床意义.方法 应用免疫组化Envision法检测103例HCC组织、14例癌旁组织及13例正常肝组织中HIF-1α和PHD2的表达.结果在HCC、癌旁组织、正常组织中HIF-1α阳性表达率分别为63.1%、35.7%、0%,差异显著（P≤0.05）,其阳性表达与肿瘤大小、脉管瘤栓、分化程度、TNM分期均有显著差异 （P〈0.05）.PHD2在HCC组织中表达阳性率明显低于正常肝组织 （P≤0.05）.HCC中PHD2表达水平下调与肿瘤大小、分化程度、TNM分期的差异有统计学意义（P〈0.05）.生存分析显示HIF-1α阳性组与阴性组2年生存率分别为53.8%（35/65）、81.6%（31/38）,差异有统计学意义（P〈0.05）.Cox多因素分析显示肿瘤大小、脉管瘤栓、HBsAg阳性及HIF-1α的表达是影响HCC的独立预后因素.HIF-1α和PHD2表达呈正相关（r=0.219,P〈0.05）.结论 HIF-1α和PHD2的异常表达与HCC的一些恶性进展临床病理特征相关,提示其可能参与肝癌的发生、发展、侵袭,有助于肿瘤的预后分析.     

青海湖裸鲤CYP17a2基因的克隆及表达分析

CYP17a2基因是细胞色素CYP17(cytochrome P450,CYP)超家族成员之一,在卵巢发育过程中,可以与CYP17a1共同作用控制卵子的发育和成熟。研究和掌握青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)卵巢发育的基本规律,可为该鱼种的人工增殖放流及其资源保护和恢复提供技术支撑。本研究采用普通PCR和RACE方法克隆得到了青海湖裸鲤CYP17a2基因全长c DNA序列,并分析了其生物信息学意义,通过实时荧光定量PCR确定了CYP17a2基因在青海湖雌性裸鲤各组织中的表达分布特征。该基因的c DNA序列全长为1 871 bp,共编码390个氨基酸,所编码的氨基酸序列与斑马鱼和鲤鱼的同源性最高,分别为69%和64%。该基因在卵巢、卵巢膜、脑、肌肉、肝胰脏中均有表达,以在卵巢中表达量最高(p0.01)。本研究结果将为进一步开展CYP17a2基因在青海湖裸鲤卵巢发育的分子调节机理的研究中提供基础数据。     

青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆和表达特性

目的开展青海湖裸鲤基础生物学特征和适应低氧、低温、高盐度的分子机理的研究,揭示青海湖裸鲤的基本生命活动规律,为该鱼种的资源保护和人工增殖放流提供理论依据。方法通过RT—PCR和RACE技术,得到了青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶（Gp—GAPDH）两种旁系同源体的完整编码序列,分别命名为Gp-GAPDHα（JX287372）和Gp-CAPDHβ（JX287373）。通过半定量RT-PCR分析白．GAPDHa和Gp-GAPDHβ在不同的组织和胚胎发育不同阶段的表达量。结果Gp—GAPDH两种异形体蛋白质序列的同源性为72％,所编码的氨基酸序列与其他物种具有较高的相似度。两种旁系同源体基因在不同组织和胚胎发育不同阶段表达水平各有所不同,其中Gp—GAPDHα在胚胎发育不同阶段的表达量存在极为显著的差异。结论在青海湖裸鲤胚胎发育研究中,Gp-GAPDHα不适合作为参照基因使用,两者的功能则需要做进一步研究。     

低氧诱导因子脯氨酰羟化酶与OS－9在大鼠低氧肺动脉高压中的协同作用

目的：研究HIF-1α、PHDs及OS-9的表达变化在低氧性肺动脉高压（HPH）中的作用和意义。方法：SD大鼠随机分5组（n=8）;对照组（C组）和低氧3、7、14和21d组,常压低氧复制HPH大鼠模型。原位杂交、RT-PCR检测mRNA表达,免疫组化、Westernblot检测蛋白质表达。结果：①HIF-1αmRNA对照纽和低氧3d无明显差异,低氧14d后表达明显增高;HIF-1α蛋白质低氧3d组表达明显增高,7d达高峰;②对照组PHD1mRNA呈阳性表达,各低氧组与对照组比较差异不显著,PHD1蛋白质在对照组强阳性表达,低氧14d下降,低氧21d保持较低水平;对照组PHD2mRNA呈阳性表达,低氧3d增高,14d达到高峰,21d维持高水平,其蛋白质表达趋势与mRNA相同;对照组PHD3mRNA和蛋白质表达不明显,低氧3dmRNA明显增高,蛋白质低氧3d明显增高,低氧7d保持高水平,低氧14d和21d下降。③OS-9mRNA在对照组呈强阳性表达,低氧3d后迅速降低,14d达到最低水平;其蛋白质表达趋势与mRNA相同。相关分析表明,肺小动脉壁OS-9蛋白质表达水平与OS-9mRNA呈正相关,与RVHI、mPAP、WA％及LA％呈负相关。结论：HIF-1α、PHDs及OS-9均在大鼠HPH的发病机制中发挥作用。OS-9可能通过增强PHDs的活性来调节HIF-1α的表达,从而在HPH的发生和发展中发挥作用。     

青海湖裸鲤生活史类型的研究

用模糊聚类法定量研究了青海湖裸鲤的生活史类型,以平衡产量模式进行了验证,并用世代生物量法探讨了其合理捕捞强度与捕捞年龄.结果表明：青海湖裸鲤属比较典型的k-选择类型鱼类;青海湖裸鲤平衡产量曲线与达氏鳇的平衡产量曲线非常相似;青海湖裸鲤的临界年龄为15.67龄,整个世代生物量在11～16龄达到最大;建议对青海湖裸鲤进行捕捞的最小捕捞年龄为12龄,捕捞强度不超过0.1.     

青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼感染多子小瓜虫的病理学比较研究

为探讨不同裂腹鱼类感染多子小瓜虫后的病理学差异, 利用多子小瓜虫对青海湖裸鲤指名亚种(Gymnocypris przewalskii przewalskii)和黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi Kessler)实施感染实验, 并对2种鱼进行了深入的病理学研究。研究结果显示: (1) 2种鱼的死亡量均呈现先激增后明显回落的趋势, 青海湖裸鲤死亡高峰在感染后第3至第4天, 黄河裸裂尻鱼死亡高峰在第3至第5天, 青海湖裸鲤的死亡比黄河裸裂尻鱼急剧。(2)感染后2种鱼体表均出现大量肉眼可见的白点。青海湖裸鲤皮肤黏液分泌量明显增加, 体表形成胶状黏液层, 黏液层中见不同细胞期小瓜虫包囊。黄河裸裂尻鱼鳍出现蛀鳍现象, 皮肤出现细菌感染样溃烂。(3)解剖发现, 感染组青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼肝脏发生病理改变呈淡黄色, 胆有不同程度肿大。(4)组织切片和电镜观察显示, 小瓜虫在鳃部位的寄生导致青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼鳃丝黏连, 鳃小片和鳃丝上皮细胞萎缩、脱落, 鳃丝结构被严重破坏。小瓜虫在2种鱼皮肤的寄生使寄生部位组织突起, 周围组织塌陷。青海湖裸鲤表皮下层出现空隙, 表皮结构被严重破坏。黄河裸裂尻鱼皮肤表皮细胞出现空泡化病理改变, 失去原有紧密结构, 表皮层和固有层间界限变模糊。综上所述, 小瓜虫的感染对青海湖裸鲤和黄河裸裂尻鱼的鳃和皮肤组织造成严重损伤, 但2种鱼表现的症状和造成的组织损伤类型有明显差异, 这与2种鱼长期适应不同水体环境密切相关。     

细胞内低氧感受器:缺氧诱导因子-1脯氨酰羟化酶研究进展

哺乳动物细胞对低氧的适应性调节是通过改变一系列基因表达来实现的。调控这些基因表达最重要的转录因子是缺氧诱导因子-1（HIF-1）,而能够直接感受氧分压、作为氧感受器的一种双加氧酶——脯氨酰羟化酶（PHD）则是调节HIF-1的关键分子。常氧状况下,HIF-1α的两个关键氨基酸残基Pro402和Pro564被PHD羟基化进而被蛋白酶水解,此时细胞内无HIF-1聚集,形成一种氧分压正常的信号状态。低氧状况下,PHD羟基化HIF-1α反应受阻,HIF-1聚集并入核诱导多种靶基因表达,启动低氧应答反应。本文就PHDs家族如何调控HIF-1α及PHD的调节剂研究进展进行综述。     

大鼠低氧诱导因子-1α基因克隆和表达载体的构建

目的:对低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)基因进行克隆及载体构建,为进一步研究HIF-1基因转染骨髓基质细胞移植治疗脊髓缺血再灌注损伤提供实验依据.方法:制备大鼠脊髓缺血再灌注模型,提取脊髓组织mRNA,进行逆转录聚合酶链式反应(RT-PR)合成HIF-1α cDNA,并对其进行PCR扩增,对PCR产物进行纯化及连接T载体、转化感受态和双酶切鉴定,并将HIF-1α克隆入pcDNA3.1载体.结果:PCR扩增的片段长度为2472bp与预期结果一致;利用BamHI和XbaI双酶切能够切出大小约2472bP的目的片段,与PCR产物片段大小相等,经测序证实无碱基改变.结论:成功克隆HIF-1α,并被构建到载体pcDNA3.1中,为进一步研究基因转染奠定了基础.     

青海湖裸鲤自然产卵场的生境特征及无人机遥测判别——以泉吉河为例

自然产卵场是维持物种延续最关键的栖息地,青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii）的自然繁殖栖息地状况和生境特征尚缺乏详细的定量研究。以青海湖入湖河流泉吉河为例,在平水期采用现场调查和无人机遥测的方法对青海湖裸鲤的自然产卵场分布及生境状况进行调查,确定其产卵场生境特征参数,建立基于无人机遥测识别产卵场的方法并进行复核验证。结果表明：泉吉河河道形态可分为弯曲型、分汊型和顺直型等三种典型河型,青海湖裸鲤自然产卵场主要分布在弯曲型和分汊型河道中,分汊型河道几乎100%都有产卵场分布,弯曲型河道有70%为产卵场;产卵场河道平均长度（135.13±61.13） m,平均宽度（30.01±17.51） m,平均曲折度1.09±0.07;平均面积（4586.6±4201.61） m²;产卵场常位于缓水浅滩处,平均水深（0.19±0.10） m （范围：0.03-0.44m）,平均流速（0.24±0.20） m/s （范围：0.01-0.81m/s）,河床质为含有沙粒的卵石（粒径：163-256mm）底质。河道形态、沙洲分布、水深特征等特征参数可作为无人机遥测识别产卵场的判断条件,并实现验证成功。研究结果可为开展整个流域的青海湖裸鲤自然产卵场现状评估及保护对策制定提供技术支撑。     

水环境中不同Ca~(2+)浓度对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)幼鱼生存生长的影响

作为典型的盐碱湖泊,青海湖水钙离子浓度仅为同盐度海水的1/10。本试验采用单因子静态急性毒性和室内生长试验方法,研究了不同Ca2+浓度对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)幼鱼生存和生长的影响,以期了解适宜青海湖裸鲤幼鱼生长的钙离子浓度范围。结果表明:在Ca2+浓度为0~2431.10 mg·L-1(约为同盐度海水值的0~20倍)水体中,96 h内青海湖裸鲤幼鱼100%存活;在为期60 d的生长试验中,高Ca2+浓度组(1246.02±9.83)mg·L-1与低Ca2+浓度组(10.83±0.11)mg·L-1青海湖裸鲤幼鱼存活率均在95%以上,而体长、体重、体长绝对生长率、体重绝对生长率和特定生长率均显著低于对照组(120.65±1.62)mg·L-1(P0.05),各指标的排列顺序依次为:高Ca2+浓度组低Ca2+浓度组对照组,高Ca2+浓度组的特定生长率仅为对照组的54.62%。综上所述,青海湖裸鲤幼鱼可耐受的Ca2+范围较广,但过低或过高的Ca2+浓度均会导致青海湖裸鲤生长缓慢,且高Ca2+浓度抑制效果更为明显。     

6个地区青海湖裸鲤肌肉营养成分分析

采用常规生化分析方法,测定青海湖6个不同地区的青海湖裸鲤(Gymnocypris przew alskii)肌肉主要营养成分,对其营养价值进行评价。结果表明,淡水青海湖裸鲤肌肉中脂肪含量显著大于(P<0.05)其他5个地区,蛋白含量显著大于(P<0.05)黑马河青海湖裸鲤肌肉的蛋白含量,6个地区青海湖裸鲤肌肉营养成分存在一定的地区差异。总体上,青海湖裸鲤肌肉(鲜样)中粗蛋白含量为17.26%~18.87%;粗脂肪含量为1.51%~3.37%;灰分含量为1.42%~1.61%;18种氨基酸总量15.48%~17.16%,其中除色氨酸外7种人体必需氨基酸总量6.38%~7.05%,4种鲜味氨基酸总量5.82%~6.49%。青海湖裸鲤肌肉中蛋白质含量较高,氨基酸种类齐全,必需氨基酸与鲜味氨基酸含量较高,尤其是淡水青海湖裸鲤品质更佳,淡水的生态环境可能更适合青海湖裸鲤的生长。     

慢性阻塞性肺疾病患者肺小血管低氧诱导因子1α与其羟化酶表达

目的:通过观察慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者肺小动脉内低氧诱导因子α亚基(HIF-1α)及HIF脯氨酸羟化酶(PHD)、HIF抑制因子的表达,探讨其在肺血管重塑中的可能作用。方法:选因肺肿瘤行肺叶切除者,COPD组(12例),对照组(14例)。取2组患者的肺组织,原位杂交和免疫组化检测HIF-1α、PHD1、PHD2、PHD3、FIH的mRNA及蛋白表达水平。观察并计算肺小动脉管壁厚度(PAMT)及肺小动脉管壁面积与血管总面积的比值(WA%)。结果:①COPD组PAMT(40μm±5μm)、WA%(50%±9%)均较对照组(分别为(31μm±4μm,39%±6%)高(均P<0.01);②COPD组肺小血管HIF-1αmRNA和蛋白表达(吸光度(A)值)(0.230±0.036,0.275±0.039)较对照组(0.174±0.029,0.102±0.015)增强(均P<0.01),蛋白质表达增高更明显。COPD组肺小血管PHD1 mRNA表达(0.180±0.030)与对照组(0.191±0.029)比无明显改变(P>0.05)。COPD组PHD2、PHD3 mRNA表达(0.245±0.044,0.252±0.023)较对照组(0.182±0.028,0.127±0.017)明显增高(均P<0.01)。PHD1蛋白质表达(0.104±0.015)较对照组(0.209±0.023)降低(P<0.01)。PHD2蛋白质表达(0.274±0.044)较对照组(0.219±0.043)增高(P<0.01)。PHD3蛋白质表达(0.161±0.023)较对照组(0.146±0.021)略增高,但差异无统计学意义(P>0.05)。两组间FIHmRNA和蛋白质表达差异均无显著性(P>0.05);③相关分析表明HIF-1α蛋白质水平与WA%,PAMT及PHD2、PHD3 mRNA及PHD2蛋白质呈正相关,与PHD1蛋白质呈负相关。结论:PHDs可能通过调节HIF-1α表达参与COPD患者的肺血管重塑。     

人工模拟条件下青海湖裸鲤自然繁殖环境条件需求研究

为对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖需求条件进行定量研究, 实验结合青海湖裸鲤自然产卵场原位生境调查, 通过室内人工模拟构建产卵环境诱发野生亲鱼自然繁殖, 解答可控环境中青海湖裸鲤自然繁殖的环境需求。结果表明, 青海湖裸鲤自然繁殖发生与水温、水深、流速、光照及底质因素密切相关, 其中卵石河床质较细砂等底质环境可显著提升自然交配诱导率及繁殖效果; 在合适的底质条件下, 青海湖裸鲤自然繁殖的适宜条件: 水深为0.15—0.2 m、流速为0.2—0.4 m/s、水温为10.8—14.3℃; 15D﹕9L比例的光周期有利于促进青海湖裸鲤自然繁殖的发生。在人工模拟环境中, 水深≥0.45 m、流速≥0.8 m/s、温度≥17℃或≤6℃、全光照等环境中未观测到自然繁殖活动的发生, 这些被认为是其自然繁殖环境的限制条件。研究阐明了可控环境中青海湖裸鲤野生亲鱼自发产卵繁殖的环境需求, 构建人工模拟产卵环境技术, 为自然产卵场生境调查评估、改进人工繁育模式提供技术支撑和新思路。     

骨骼肌钝挫伤恢复过程中HIF-1α、AMPKα2表达的改变

目的：观测大鼠骨骼肌钝挫伤（SMBI）恢复进程中腺苷酸活化蛋白激酶α2（AMPKα2）、缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达变化,探讨SMBI恢复可能生物学机制。方法：雄性Wistar大鼠48只,随机选取6只作为正常对照组;另42只大鼠重物砸伤后肢小腿建立钝挫伤模型后分7组（n=6）,造模后各组分别在伤后12 h、2 d、5 d、7 d、10 d、15 d、30 d取材,检测小腿三头肌HIF-1α、AMPKα2表达的变化。结果：损伤后12 h HIF-1α、AMPKα2表达均明显升高,在伤后15 d开始回落接近正常;HIF-1α、AMPKα2表达的峰值出现在伤后2 d内,伤后5 d后表达量开始下降;除HIF-1α mRNA在伤后2 d组表达出现峰值外,其余时间点二者mRNA与蛋白表达时程变化基本一致。结论：SMBI后,HIF-1α、AMPKα2可能通过参与调解缺氧适应、肌细胞再生、能量代偿起到促进伤后恢复的作用。     

青海湖裸鲤性腺发育的组织学研究

采用石蜡组织切片法,对青海湖裸鲤的性腺发育进行组织学研究,系统地描述了各期卵巢和精巢的形态结构、特征及变化。结果表明:(1)青海湖裸鲤性腺的发育可分为六个时期,卵母细胞从第3时相发育到第4时相基本同步。第Ⅳ期末卵巢,第4时相卵母细胞的卵径大小比较整齐,卵径平均值为2.3mm,第4时相卵母细胞占切面上卵数的85%以上,占切片面积的96%以上,第2、3时相卵母细胞已很少;(2)产后卵巢的组织结构逐步由第Ⅵ期回复到第Ⅱ期,再由第Ⅱ期到第Ⅲ期向第Ⅳ期过渡;(3)性成熟个体有68.12%的雌鱼和83.9%的雄鱼以第Ⅳ期性腺越冬,另有21.01%的雌鱼和10.7%的雄鱼以第Ⅲ期性腺越冬,还有10.87%的雌鱼和5.4%的雄鱼以第Ⅱ期性腺越冬。根据青海湖裸鲤各季节性腺发育情况,作者认为青海湖裸鲤已达到性成熟的个体并不是每年都参与繁殖活动,存在生殖间断性。这反映了青海湖裸鲤的繁殖习性对高原寒冷多变气候的适应性。还对卵黄核和核仁在卵黄形成中的作用以及青海湖裸鲤的产卵类型和生殖间断性进行了讨论。     

青海湖裸鲤类胰岛素生长因子IGF-Ⅱ的原核表达

青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)俗称湟鱼,属鲤科裂腹鱼亚科裸鲤属,是我国最大内陆咸水湖青海湖中唯一的经济鱼类,其生长极其缓慢,平均每生长到500g需要近10年[1]。青海湖裸鲤具有明显的生殖洄游,每年