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.     

低氧诱导因子-1α在低氧促成肌细胞增殖中的作用

目的:探讨低氧对大鼠骨骼肌成肌细胞(SkMs)增殖的影响及低氧诱导因子(HIF-1α)在低氧促成肌细胞增殖中的相关机制。方法:采用流式细胞仪观察了3、10%O2对SkMs细胞数量和增殖指数的影响;用RT-PCR方法检测了HIF-1αmRNA的表达,用Western blot方法检测了SkMs胞浆、胞核及总HIF-1α蛋白的水平。结果:低氧组较常氧组细胞数量和增殖指数增加(P0.05);HIF-1αmRNA、总蛋白水平在常氧组和低氧组中没有明显差异,常氧下胞浆中HIF-1α蛋白水平高于胞核内,低氧下HIF-1α蛋白水平在胞核内高于胞浆。结论:低氧能够促进SkMs增殖,HIF-1α可能是通过氧浓度调控的核转位的方式参与了低氧促SkMs的增殖。     

低氧后处理诱导的低氧诱导因子-1α表达上调减轻H9c2心肌细胞低氧/复氧损伤北大核心CSCD

本文旨在探讨低氧后处理(hypoxic postconditioning)对低氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)所致的心肌细胞损伤以及低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)表达的影响,并分析二者之间可能的关系。利用H9c2心肌细胞株建立低氧/复氧和低氧后处理模型,通过测定细胞存活率、细胞培养液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的活性及caspase-3活性来观察低氧/复氧造成的H9c2细胞的损伤,用Westernblot检测H9c2细胞内HIF-1α的蛋白水平,用real-timePCR检测细胞内HIF-1α的mRNA水平。结果显示,低氧后处理提高了低氧/复氧H9c2细胞的存活率,降低了LDH及caspase-3活性。同时,低氧后处理增加了H9c2细胞内HIF-1α的蛋白水平。预先利用HIF-1α脯氨酸羟化酶抑制剂DMOG上调HIF-1α的蛋白水平后,由低氧/复氧导致的H9c2细胞的损伤明显减轻,其效应与低氧后处理完全一致。对H9c2细胞内HIF-1α蛋白水平与细胞存活率进行相关性分析,结果显示二者呈显著正相关(r=0.743,P<0.01);而运用siRNA方法抑制细胞内HIF-1α基因表达后,显著削弱了低氧后处理减轻低氧/复氧细胞损伤的效应。以上结果提示,HIF-1α表达上调是低氧后处理减轻细胞低氧/复氧损伤的机制之一。     

鸡缺氧诱导因子-1[[alpha]]基因的差异表达与低氧适应性

低氧诱导因子-1(HIF-1)是在低氧的癌细胞中发现的一种转录激活因子, 在生物体氧平衡调节中起关键作用。藏鸡是对高原低氧、低温环境有着极强适应能力的高原土著品种, 相对而言, 白来航鸡和寿光鸡为两个低地鸡种。在常氧环境下对这3个鸡品种进行全期模拟低氧孵化, 结果显示, 藏鸡的孵化率显著高于两个低地鸡品种, 表现出了高度的耐受低氧环境的能力, 而对于低地鸡, 一定程度的低氧环境对其孵化是致命的。利用Taqman探针法FQRT-PCR技术检测了藏鸡、白来航鸡、寿光鸡HIF-1[[alpha]] 的组织特异性表达。结果表明, HIF-1[[alpha]] mRNA在3个鸡品种的大脑和骨骼肌组织均有表达, 并有明显的组织差异性, 脑的表达量最大; 并且发现常氧条件下孵化时, 藏鸡胚胎的大脑组织内HIF-1[[alpha]] 基因的表达量与低氧孵化的低地鸡胚胎相接近.     

低氧诱导因子-1α与自身免疫性疾病的相关研究

自身免疫性疾病是由免疫应答异常引起的一系列复杂多变的疾病。研究表明,炎症和缺氧相互依存,持续的炎症和免疫反应增加了氧的消耗,从而导致局部组织缺氧,其中低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)已被证明在自身免疫性疾病中具有重要作用。HIF-1α是血管生成和免疫系统的调节因子,其介导的代谢转变和纤维化也在一些自身免疫性疾病中起关键作用。现就HIF-1α免疫功能及其在自身免疫性疾病中的作用,包括系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、炎性肠病、1型糖尿病和银屑病(psoriasis)等作一概述。     

低氧诱导因子-1α基因多态性与肿瘤易感性

低氧诱导因子-1（HIF-1）是参与调节机体氧平衡的重要转录因子,HIF-1α是其主要的氧调节亚基和功能亚基,体内HIF-1α的水平直接影响着肿瘤的易感性。简要介绍了HIF-1α的生物学功能,并对近年来HIF-1α基因多态性与肿瘤易感性的研究进展进行了回顾。     

大黄鱼HIF-1α基因的克隆鉴定与表达分析

为研究低氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)在鱼类免疫应答中的作用,研究克隆得到了大黄鱼(Larimichthys crocea)HIF-1α基因(LcHIF-1α)的cDNA序列,其开放阅读框全长2256个核苷酸,编码一个751个氨基酸的蛋白。通过氨基酸序列比对发现, LcHIF-1α蛋白具有5个典型的功能结构域,包括1个helix-loophelix(HLH)结构域, 2个PAS结构域, 1个DNA结合结构域(HIF-1)和1个羧基端反式激活结构域(HIF-1a_CTAD)。系统进化分析显示, LcHIF-1α和其他硬骨鱼类HIF-1α聚成一支,与两栖类、鸟类和哺乳类HIF-1α的亲缘关系相对较远。序列分析结果表明, LcHIF-1α具有保守的特征结构域,预示着其功能可能与哺乳动物HIF-1α类似。荧光定量PCR结果显示, LcHIF-1α在所检测的健康大黄鱼各个组织中都有表达,在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)感染后,大黄鱼脾脏和头肾组织中的LcHIF-1α表达水平显著上调,达到峰值时分别...     

线粒体ATP敏感钾通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α表达及细胞增殖的作用

本文旨在探讨线粒体ATP敏感钾（mitochondrial ATP-sensitive K＋,MitoKATP）通道对大鼠肺动脉平滑肌细胞低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）表达和细胞增殖的影响。原代培养大鼠肺动脉平滑肌细胞,分为常氧对照组、常氧＋diazoxide（MitoKATP通道的选择性开放剂）组、常氧＋5-hydroxydecanoate（5-HD,MitoKATP通道的选择性阻断剂）组、低氧对照组、低氧＋diazoxide组、低氧＋5-HD组,共6组,分别应用罗丹明123荧光技术检测各组大鼠肺动脉平滑肌细胞的线粒体膜电位,免疫组化检测HIF-1α的表达及酶联免疫检测仪检测细胞增殖的变化。结果显示,常氧＋ diazoxide组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0．05）;低氧＋diazoxide组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达及细胞增殖明显增强（P〈0.05）：常氧＋5-HD组与常氧对照组比较,罗丹明123荧光、HIF-1α表达、细胞增殖没有明显变化（P〉0．05）;但低氧＋5-HD组与低氧对照组比较,罗丹明123荧光明显减弱、HIF-1α表达及细胞增殖有所减弱（P〈0．05）。结果提示：MitoKATP通道的开放能引起大鼠肺动脉平滑肌细胞线粒体膜去极化,并可以促进HIF-1α的表达及细胞增殖。     

高原鼠兔低氧诱导因子- 1α的初步研究

Hypoxia-induced factor-1 plays a key role during the cell hypoxia trausduction. Hypoxia induced factor-1α (HIF-1α) is a functional subunit of hypoxia-indueed factor-1. Plateau pika ( Ochotona curron/ae), which is a Qinghai-Tibet plateau native animal lived above 3 000 m, has high ratio of oxygen utilization to adapt to plateau hypoxia environments. One fragment of the coding re-gion of eDNA sequence of plateau pika HIF-1α was obtained by RT-PCR technique using a degeneracy PCR primer based on previ-ously reported eDNA sequence in human, cattle, house mouse and Norway rat HIF-1α gene. It was directly inserted into the vector pMD18-T. DNA sequencing proved that it was highly homology with human (91%), cattle (91%), house mouse (89%) and Nor-way rat 89%) HIF-1α gene. The study provides basic important information for the HIF-1α cDNA whole sequence cloning of pla-teau pika and its functional study.     

藏羚羊组蛋白去乙酰化酶1 基因编码区的克隆与序列分析

为探讨藏羚羊的低氧适应机制与高原低氧环境的相关性,采用RT-PCR 技术,首次从藏羚羊心肌组织总DNA 中克隆出组蛋白去乙酰化酶1 (Histone deacetylase1,HDAC1)基因的编码区序列。该序列全长为1 449 bp,
编码482 个氨基酸,预测其蛋白质分子量约为55 kDa。序列分析表明,藏羚羊HDAC1 基因的编码区序列与其它哺乳动物相似性超过90% ,其中与牛的相似性最高为98.27% ;它的氨基酸序列与其它哺乳动物的相似性达到
98.76% ～ 99.59%,显示出极高的保守性。利用邻接法(Neighbor-Joining,NJ 法)构建的分子系统进化树聚类结果表明,藏羚羊与牛先聚为一类,该聚类结果与传统的物种进化关系基本一致。藏羚羊HDAC1 基因编码区的成
功获得,为进一步揭示藏羚羊低氧适应的表观遗传机制奠定基础。     

藏羚冬季绒毛的形态结构

哺乳动物被毛的作用在于发挥其保温、缓冲和隔离的功能,而这些功能会因动物分布地域、不同季节、不同身体部位等的毛形态结构差异,发生适应性变化(Johnson and Homby,1980;Moen and Severing.haus,1984;Chen and Wang,1991;张伟等,1997;汪玺,1998;徐正强等,2006;张伟等,2008).     

A Mitochondrial Genome Sequence of the Tibetan Antelope （ Pantholops hodgsonii ）

To investigate genetic mechanisms of high altitude adaptations of native mammals on the Tibetan Plateau, we compared mitochondrial sequences of the endangered Pantholops hodgsonii with its lowland distant relatives Ovis ames and Capra hircus, as well as other mammals. The complete mitochondrial genome of P. hodgsonii （16,498 bp） revealed a similar gene order as of other mammals. Because of tandem duplications, the control region of P. hodgsonii mitochondrial genome is shorter than those of O. ames and C. hircus, but longer than those of Bos species. Phylogenetic analysis based on alignments of the entire cytochrome b genes suggested that P. hodgsonii is more closely related to O. ames and C. hircus, rather than to species of the Antilopinae subfamily. The estimated divergence time between P. hodgsonii and O. ames is about 2.25 million years ago. Eutther analysis on natural selection indicated that the COXI （cytochrome c oxidase subunit I） gene was under positive selection in P. hodgsonii and Bos grunniens. Considering the same climates and environments shared by these two mammalian species, we proposed that the mitochondrial COXI gene is probably relevant for these native mammals to adapt the high altitude environment unique to the Tibetan Plateau.     

可可西里自然保护区藏羚羊的微卫星多态性研究

藏羚羊是我国特有的珍稀濒危动物,对其开展遗传多样性的研究具有非常重要的科学价值。为了获取足够的遗传信息并进一步研究藏羚羊在核基因水平上的遗传多样性,对来自可可西里地区的75个藏羚羊干皮张样本进行了微卫星遗传多样性研究。研究从来自牛和绵羊的25个微卫星基因座中筛选到9个具有高度多态性的微卫星基因座(MCM38,MNS64,IOBT395,MCMAI,TGLA68,BM1329,BMS1341,BM3501和MB066)。用非变性聚丙烯凝胶电泳检测微卫星的PCR扩增产物,计算了这9个微卫星基因座的等位基因频率、多态信息含量、基因杂合度等指标并估算了种群数量。结果在75只藏羚羊中共检测到85个等位基因,9个微卫星基因座的等位基因数为7~12个,平均每个基因座检测到9.4个等位基因,有效等位基因数为处于4.676~9.169之间,平均为6.519;基因频率分布在0.007~0.313之间,多态信息含量在0.753~0.881之间,平均为0.818;观察杂合度为0.791~0.897,平均为0.844,期望杂合度为0.786~0.891之间,平均为0.838±0.0132,各基因座观察杂合度与期望杂合度比较接近。固定指数为-0.269~-0.097,平均为-0.163。Shannon’s指数为1.660~2.315,平均为1.990。种群数量的估算结果显示这75个体均来自同一种群。结果表明该种群在核基因水平仍具有丰富的遗传多样性。     

藏羚集群产羔与其胃肠道寄生虫传播和感染的风险

食草动物集群有利于降低被捕食的风险,同时集群也会增加感染和传播寄生物的风险。可可西里卓乃湖地区是雌性藏羚的重要产羔地,集群时间主要集中在6月上旬至7月上旬,停留时间不足30 d。区域内温度、湿度等气候因子对其粪便中的寄生虫卵发育到感染期可能存在重要影响。本研究于2018年6月9日在卓乃湖产羔地建立微气候观测仪收集当地气象数据的同时,收集新鲜藏羚粪便在当地室外分别放置0 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、35 d和约300 d,应用漂浮法检测35 d内不同时间段虫卵发育状况和放置近一年的存活幼虫数量。初步研究了卓乃湖区域内集群藏羚粪便中的优势寄生虫卵的发育及其越冬存活,探讨藏羚产羔地是否会增加藏羚胃肠道寄生虫传播和感染的风险。结果表明：(1) 6月9日至7月14日,藏羚产羔地平均温度为5℃,平均相对湿度81%;(2) 藏羚在卓乃湖产羔地集群期间,其粪便中的优势寄生虫卵不能发育到感染期 (第三期幼虫),如粪便中的优势线虫卵毛园属线虫 (Trichostrongylus sp.)、马歇尔属线虫 (Marshallagia sp.) 和细颈属线虫 (Nematodirus sp.) 在30 d内发育仅停留在第一期幼虫;优势种藏羚艾美耳球虫 (Eimeria pantholopensis) 和五道梁艾美耳球虫 (E.wudaoliangensis) 卵在25 d、30 d、35 d的孢子化率分别是0、18.9%、54.0%和0、13.5%、30.4%;(3) 很少有寄生虫卵能够越冬存活至第二年,在卓乃湖产羔地放置近一年的粪便中仅发现极少的马歇尔属线虫和细颈属线虫幼虫。研究认为藏羚在卓乃湖集群时发生胃肠道寄生虫传播和感染的风险较低,藏羚对产羔地的短时利用和迅速回迁是其避免增加胃肠道寄生虫病感染风险的重要行为策略,且产羔地的低温等气候环境利于对寄生虫的自然净化。     

高原鼠兔脑红蛋白基因的克隆与组织表达

克隆高原鼠兔脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)基因编码区并检测其在成年高原鼠兔脑组织和其他组织中的表达,同时探讨高原鼠兔低氧适应的分子生物学机制。从高原鼠兔脑组织中提取总RNA,通过RT - PCR 获得高原鼠兔NGB cDNA,将其与pGEM - T Easy 载体连接,构建重组质粒,蓝白斑筛选阳性克隆并进行鉴定和测序;制备地高辛标记的RNA 探针并采用原位杂交法(In suit hybridization,ISH) 分析脑红蛋白基因在高原鼠兔脑组织中的分布;采用RT - PCR 和蛋白印记(Western blot)检测高原鼠兔不同组织中脑红蛋白的表达含量。将含有目的片段的阳性克隆经测序和Blast 分析,显示其部分编码序列与GenBank 中绵羊、大鼠等同源性很高(大于84% ),表明本实验所克隆的序列为脑红蛋白基因;原位杂交结果显示NGB 在青藏高原土著动物高原鼠兔脑部分布较为广泛;高原鼠兔不同组织中都有NGB mRNA 表达,NGB 基因并不是中枢神经系统所特有的,睾丸和肾上腺也有较高的表达。NGB 基因在高原鼠兔脑组织和其他组织中分布较为广泛,推测NGB mRNA 可能在高原鼠兔机体较为广泛的区域中发挥着作用,同时为高原低氧适应相关基因的研究提供了实验依据。     

可可西里自然保护区藏羚羊的食性分析

2005 年7 月和2006 年1 月在可可西里国家自然保护区内收集藏羚羊的新鲜粪样各33 份和55 份。利用粪便显微分析法分析了该地区藏羚羊的食物构成及其冷季(1月)和暖季(7月)的变化。结果表明,在藏羚羊粪便中镜检到的可识别植物碎片为15 科24 种(属)植物,其食物谱构成主要包括禾本科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物;禾本科是藏羚羊全年的主要食物,它在食物组成中所占的比例为60. 5% ;莎草科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物是藏羚羊全年都取食的主要食物,其所占比例分别为16.7% 、9.2% 、6.4% 、4.9% 及0.9% 。藏羚羊在冷季和暖季的食物构成有显著变化,莎草科和柽柳科在冷季所占比例较低,分别为7.7% 和0.8% ,而禾本科、豆科和玄参科在冷季所占比例较高,分别达到了70.4%、12.6% 和2.4%。      

夏季雌性藏羚昼间行为时间分配及活动节律

2003 至2005 年的6 ～ 9,采用目标动物观察法在可可西里观察夏季雌性藏羚的昼间行为。将雌性藏羚的行为分为觅食、警戒、卧息、移动和“其他”5 种类型,各类行为所占时间比例分别为59.1% 、7.3% 、19.4% 、13.0% 和1.3% 。觅食消耗的时间最多,是藏羚的常见行为,卧息、移动和警戒次之,而“其他”行为消耗时间最短。觅食、警戒、卧息和移动的累计时间在不同时段之间均存在显著(P<0.05) 或极显著(P< 0.01)差异。觅食行为存在3 个高峰,分别在10:00 ～11:00,13: 00 ～14: 00 和18: 00 ～19: 00;警戒的高峰期出现在早上08: 00 ～09 00,在15: 00 ～16:00 以及17: 00 ～18: 00 也分别出现小的高峰,但不明显;卧息行为表现为双峰形,分别为11: 00 ～12: 00 和16: 00 ～17: 00。移动行为也表现为双峰,出现在08: 00 ～09: 00 和15:00 ～16:00; “其他”行为在各时段间没有明显的变化趋势。     

Differential roles of hypoxia inducible factor subunits in multipotential stromal cells under hypoxic condition

Cell therapy with bone marrow multipotential stromal cells (MSCs) represents a promising approach to promote wound healing and tissue regeneration. MSCs expanded in vitro lose early progenitors with differentiation and therapeutic potentials under normoxic condition, whereas hypoxic condition promotes MSC self-renewal through preserving colony forming early progenitors and maintaining undifferentiated phenotypes. Hypoxia inducible factor (HIF) pathway is a crucial signaling pathway activated in hypoxic condition. We evaluated the roles of HIFs in MSC differentiation, colony formation, and paracrine activity under hypoxic condition. Hypoxic condition reversibly decreased osteogenic and adipogenic differentiation. Decrease of osteogenic differentiation depended on HIF pathway; whereas decrease of adipogenic differentiation depended on the activation of unfolded protein response (UPR), but not HIFs. Hypoxia-mediated increase of MSC colony formation was not HIF-dependent also. Hypoxic exposure increased secretion of VEGF, HGF, and basic FGF in a HIF-dependent manner. These findings suggest that HIF has a limited, but pivotal role in enhancing MSC self-renewal and growth factor secretions under hypoxic condition.