低氧对雄性高原鼠兔性腺的影响

在人工模拟低氧环境下（低压舱模拟５０００ｍ和７０００ｍ海拔高度）,低氧暴露２４ｈ和７ｄ,观察低氧对受试动物性腺的影响。结果表明,急性低氧２４ｈ,高原鼠兔血浆雌二醇（Ｅ２）明显升高;低氧暴露７ｄ,高原鼠兔血浆Ｅ２仍维持一较高水平;５０００ｍ低氧暴露７ｄ,其睾丸指数无明显变化,７０００ｍ时却有所降低。同等条件下,大鼠睾丸指数明显增高;５０００ｍ和７０００ｍ低氧暴露７ｄ对高原鼠兔睾丸组织形态无明显影响,然而,大鼠曲细精管间隙增大,且曲细精管内各级细胞排列紊乱。低氧环境下,高原鼠兔雄体血浆Ｅ２增高,可能是其低氧适应的特征之一     

高原鼠兔的血象及其与低氧适应的关系

高原鼠兔是新开发的实验动物,能很好地适应高原低氧环境。本研究报道了驯化高原鼠兔的部分血液指标,并与野生高原鼠兔及部分其它实验动物和人的相应指标作了比较。同时对高原鼠兔能适应高原低氧环境的机理作了探讨。高原鼠兔红细胞数量高、体积小、红细胞膜表面积大,从而提高了Ｈｂ的利用率,使尽可能多的Ｈｂ参与摄氧和释氧。     

高原鼠兔低氧适应分子机制的研究进展

高原鼠兔（Ochotona curzoniae）是生活在青藏高原海拔3000-5000m地区的特有物种,具有极强的低温、低氧耐受能力。近十几年来,许多国内外学者从整体水平及分子水平对高原鼠兔的低氧适应机制进行了大量研究,认为该动物是研究低氧适应的理想动物模型。本文对高原鼠兔的低氧适应机制从血液学特征、肺血管的结构和功能及分子生物学研究等方面作一系统阐述,旨在阐明高原土生动物在高寒缺氧环境中生存的适应机制,这对人类适应高原及高原疾病的防治有着重要的指导意义。     

低氧暴露下高原鼠兔肺组织间隙连接蛋白40表达分析

低氧性肺血管收缩反应钝化是高原鼠兔适应低氧环境的重要策略,但参与该生理代偿反应的功能基因尚不明确。间隙连接蛋白40 (Connexin40, Cx40) 在哺乳动物肺血管内皮表达。本研究对生活在海拔3 200 m的高原鼠兔进行28 d模拟海拔5 000 m低氧处理,以Sprague Dawley (SD) 大鼠为对照,采用免疫组化法分析模拟低氧处理后高原鼠兔和SD大鼠肺组织形态结构,qPCR和蛋白印记法检测Cx40基因和蛋白表达量变化,探究Cx40在高原鼠兔低氧性肺血管收缩反应钝化中的潜在作用。结果显示,低氧处理后,高原鼠兔肺泡呈空泡囊状,Cx40蛋白在支气管和肺血管中均表达,Cx40 基因mRNA水平随着低氧暴露而升高,但其蛋白质水平呈下降趋势,肺支气管Cx40蛋白无明显变化。SD大鼠肺血管和肺支气管表达的Cx40蛋白均无明显变化。暗示生活在高海拔低氧环境中的高原鼠兔,Cx40蛋白下调可抑制血管收缩信号,减弱低氧性肺血管收缩反应,使低氧性肺血管收缩反应钝化,以适应高原缺氧环境。研究结果可为高原土著动物适应高寒缺氧环境提供基础理论数据。     

高原鼠兔低氧适应机制的研究概况

综述了新型实验动物——高原鼠兔对高原低氧环境的适应特点,并与移居大鼠、人类及世居高原人群的生理变化进行了比较,对于高原鼠兔的低氧适应机制,从血液学、氧的摄取、氧利用及肺循环的结构和功能,进行了较为系统的阐述,对高原适应的生理研究及发展方向也做了扼要介绍。     

慢性高原低氧对高原鼠兔和大鼠肝脏的作用

我们曾经发现,移入高原的实验大鼠子一代和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)对高原低气压低氧有完全不同的适应能力和适应机理(杜继曾等,1982)。我们还观察到,在24小时急性高原低氧时,由低地移入2300米高原的大鼠后裔在5000米和8000米的高度上,出现了以转氨酶、肝溶酶体酸性磷酸酶活力升高、肝糖原和蛋白质含量下降的肝脏代谢异常和肝脏病理变化,而高原鼠兔只是在8000米高度时,才始出现部分指标的轻度变异(杜继曾等,1982),从而揭示了高原鼠兔的肝细胞代谢在细胞水平上对低氧的适应机制优越于移入高原的实验大鼠后代。慢性低氧又如何作用于大鼠和高原鼠兔的肝脏代谢?迄今尚无人研究。因此对这一作用规律的认识和阐明,在环境适应生理学领域、人类高原活动和畜牧业生产上都是十分重要的。     

急性低氧时Wistar大鼠与高原鼠兔肺组织内皮型一氧化氮合酶基因表达的变化

目的探讨内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)在高原动物适应高原低氧环境中的作用.方法通过模拟4000m、6000m高原低氧,运用免疫组织化学技术,分别检测Wistar大鼠和高原鼠兔肺血管内皮和肺内气道上皮内皮型一氧化氮合酶蛋白表达水平的变化.结果无论是在肺血管内皮,还是肺内气道上皮,Wistar 大鼠eNOS蛋白表达在模拟4000m与6000m高原低氧处理2h后,均显著升高,而高原鼠兔基本保持不变,但高原鼠兔气道上皮eNOS的基础表达水平显著高于Wistar大鼠.结论相比Wistar大鼠,高原鼠兔eNOS基因表达在模拟高原低氧时增加较少甚或无明显增加,eNOS是急性高原低氧耐受过程中的一个重要机制.     

常氧下高原鼠兔HIF-1αmRNA的表达

低氧诱导因子—1(HIF—1)是一种由低氧诱导因子—1α(HIF—1α)和芳香烃核受体转录因子(ARNT)组成的二聚体转录因子,在生物体氧平衡调节中起关键作用。高原鼠兔(Dchotorua curzoniae)是生活在青藏高原海拔3000m以上区域,有着极强的低氧、低温耐受能力的特有自然种群。它通过高的基础代谢率和高的氧利用率来适应高原低温、缺氧环境。将高原鼠兔带到北京,常氧室温条件下适应7d。RT—PCR扩增高原鼠兔HIF—1α cDNA片断,^32P标记作为特异性探针,Northern杂交检测了常氧条件下高原鼠兔HIF—1α的组织特异性表达。结果显示,HIF—1α mRNA在高原鼠兔多种组织中均有表达,并且表现出明显的组织差异性。其中脑的表达量最大,肾其次,心、脾和肝的表达相对较少。     

高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶的结构特征

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原土著动物,对低氧具有很好的适应性.为了探讨在低氧环境中两者肺细叶结构的适应特征,应用体视学方法测量了肺细叶相关指标.结果发现 :高原鼢鼠和高原鼠兔肺单位面积肺泡数显著高于SD大鼠,单个肺泡面积和弹性纤维/肺实质比显著低于SD大鼠;高原鼢鼠肺泡隔厚度最厚,高原鼠兔最薄,且三种动物具显著差异; 高原鼢鼠和高原鼠兔气-血屏障的算术平均厚度(Ta)和调和平均厚度(Th) 均显著低于SD 大鼠;在三个级别的微血管中,高原鼠兔中膜肌层厚度显著低于高原鼢鼠,两种高原动物均显著低于SD大鼠;高原鼢鼠和高原鼠兔的微血管密度(MVD)显著高于SD大鼠.以上结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔肺细叶结构特征表现出一定趋同,这些特征有利于在低氧条件下提高肺气体扩散容量;但是,肺泡隔厚度和微血管中膜肌层厚度/血管外径比又表现出明显的差异,可能是不同生境造成的[动物学报 54(3):531-539,2008].     

高原鼠兔下丘脑促肾上腺皮质激素释放因子的放射免疫测定

高原鼠兔已被我们选定为研究高原低氧适应机制的模型动物。我们过去的研究从器官水平乃至细胞和亚细胞水平均已证明该动物对高原低氧是不敏感的,属于高原低氧完全适应型动物。在研究下丘脑神经肽对高原低氧神经内分泌系的调控作用时,我们用大 鼠下丘脑促肾上腺皮质激素释放因子(Corticotropin releasing factor,CRF)的抗原、抗体放射免疫方法测定高原鼠免下丘脑CRF水平,获得了满意的结果,其灵敏度范围为3—200微微克/管,批间和批内变异系数分别为2.69％和7.24％。高原鼠兔下丘脑正中隆起处(Median eminence,ME)的提取物等的稀释液显示出与合成的大鼠CRF及其抗体间放射免疫反应的标准曲线,有很好的平行关系。高原鼠兔和大鼠ME处CRF的水平用此法测定分别为10.13±3.05和17.22±3.88微微克/毫克蛋白。大鼠ME处CRF水平随模拟海拔高度的增加而降低,而高原鼠兔不变化。随着肾上腺双侧切除,下丘脑ME之CRF下降,血浆皮质酮水平急剧下降,本结果提示,高原鼠兔的下丘脑确实含有与大鼠相类似结构与组成的CRF。此测定方法的确立,为研究高原鼠兔低氧神经内分泌适应机理,开拓了新路。     

高原鼢鼠和高原鼠兔红细胞低氧适应特征

为探讨高原鼢鼠对低氧高二氧化碳洞道生境及高原鼠兔对高海拔低氧生境的适应机制,用Sysmex SF-3000血细胞分析仪及聚丙烯酰胺凝胶电泳对两种高原动物的血常规及血红蛋白类型进行分析,后者采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法。结果表明,高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数(RBC)、红细胞压积(HCT)及平均红细胞容积(MCV)组间无显著差异(P>0.05),但高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数显著高于SD大鼠,红细胞压积及平均红细胞容积均显著低于SD大鼠(P<0.05);高原鼢鼠的血红蛋白浓度(HBC)与SD大鼠无显著差异(P>0.05),但显著高于高原鼠兔的HBC(P<0.05)。高原鼢鼠血红蛋白主要有2种类型,高原鼠兔血红蛋白主要有3种类型,而SD大鼠血红蛋白主要有5种类型。从血红蛋白电泳迁移来看,2种高原动物血红蛋白类型有明显的趋同特征并与SD大鼠具有明显的差异。上述结果提示,长期适应高海拔低氧环境的高原动物的红细胞和血红蛋白表现出趋同进化,同时因生境和习性的差异又表现出各自的特异性。     

高原鼢鼠和高原鼠兔血液参数和血红蛋白亚型对不同海拔生境的响应

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原特有的物种,对高原低氧环境有很强的适应性。本研究测定了不同海拔的高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数目、血红蛋白浓度、平均红细胞压积、平均红细胞体积等;通过质谱测序明确两种高原动物血红蛋白亚型;采用PAML4.8程序分析两种动物血红蛋白亚基中的正向选择位点;采用同源建模的方法分析正向选择位点对血红蛋白氧亲和力的影响,基于对两种高原动物血液特征的分析,探讨了它们适应低氧的策略。结果表明,随着海拔升高,高原鼢鼠通过增加红细胞数目、减小红细胞体积应答低氧,相反,高原鼠兔通过减少红细胞数目、增大红细胞体积应答低氧;高原鼠兔红细胞中具有α₂β₂成年型血红蛋白和α₂ε₂胎儿型血红蛋白,高原鼢鼠红细胞中只有α₂β₂成年型血红蛋白,但高原鼢鼠血红蛋白氧亲和力和别构效应显著高于高原鼠兔;高原鼢鼠与高原鼠兔的血红蛋白α和β亚基中,正向选择的氨基酸位点数目、位置以及它们的侧链基团极性和取向具有明显不同,这可能是造成两种动物血红蛋白氧亲和力不同的重要原因。总之...     

高原鼠兔血清无机元素含量的分析

测定分析了高原鼠兔血清电解质、无机元素、血清铁和总铁结合力, 并与人和其它实验动物的相应指标进行了比较。得出以下主要结论: 1.高原鼠兔血清电解质浓度不受生活环境和食物条件的影响, 其机体能自身调节血清离子浓度, 以维持电解质在血液中的相对衡定; 2.高原鼠兔血清铁含量与其栖息地海拔相关, 随海拔升高血清铁含量增加; 3.高原鼠兔通过增加运铁蛋白与铁的结合力作为适应高原低氧环境的方式之一。     

青藏高原高原鼠兔Na+,K+-ATP酶β2亚基基因编码区的克隆与分析

目的:克隆青藏高原高原鼠兔Na ,K -ATP酶β2亚基(ATP1B2)的基因编码区,并分析其序列特征,以揭示高原鼠兔低氧适应的分子基础。方法:采用RT-PCR技术从高原鼠兔脑组织中扩增出ATP1B2基因编码区cDNA序列并进行序列测定,采用生物信息学技术对其进行分析。结果:ATP1B2基因编码区由873bp组成,编码290个氨基酸残基。序列分析结果显示,高原鼠兔ATP1B2编码区的核酸序列与兔、人、牛、大鼠、小鼠及狗分别有99%、93%、91%、91%、90%和90%的同源性。结论:克隆出青藏高原高原鼠兔ATP1B2基因编码区,为进一步了解高原鼠兔低氧适应的分子机制提供了基础。     

高原鼠兔脑组织中精子特异性乳酸脱氢酶的作用

高原鼠兔对高原低氧环境有很强的适应性。研究发现,精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)基因在高原鼠兔脑组织中表达,为阐明LDH-C4在高原鼠兔脑组织中的作用,应用荧光定量PCR和Western blot方法,测定了Ldh-c基因在高原鼠兔脑组织中的表达水平;应用对精子特异性乳酸脱氢酶(LDH-C4)特异性的抑制剂(N-isopropyl oxamate),通过肌肉注射后,研究抑制剂对高原鼠兔脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP含量的影响。结果表明,在mRNA和蛋白水平,Ldh-c基因在高原鼠兔脑组织中均有表达,相对表达水平分别为0.38±0.05和0.74±0.13;当肌肉注射1 m L 1 mol/L的抑制剂30 min后,血液中抑制剂浓度为0.08 mmol/L;与对照组相比,抑制剂组脑组织中LDH比活力、乳酸和ATP含量显著下降,抑制剂对LDH、乳酸和ATP的抑制率分别为30.78%、46.47%和21.04%。结果表明,精子特异性乳酸脱氢酶基因在高原鼠兔脑组织中表达。LDH-C4通过催化无氧糖酵解过程,为其脑组织生命活动提供至少20%的ATP,可能使高原鼠兔减小在低氧环境中对氧气的依赖,增强对低氧环境的适应能力。     

急性及慢性低氧对大白鼠和高原鼠兔肝线粒体呼吸功能的影响

本实验用氧电极法测定在急性及慢性低氧条件下,S.D大白鼠及高原鼠兔(Ochotona curzoniae)肝线粒体的氧化磷酸化效率及呼吸控制率之变化。结果表明:大白鼠和高原鼠兔经24小时急性低氧暴露后,其氧化磷酸化效率无明显变化;呼吸控制率在高原鼠兔中无明显变化,而在大白鼠中却有明显增加,这种增加是由于呼吸状态Ⅳ呼吸速度降低而引起的。经25天的慢性低氧暴露后,大白鼠和高原鼠兔的氧化磷酸化效率仍无明显变化,但大白鼠在海拔7000米时的呼吸控制率则有明显下降,而高原鼠兔却明显增加。实验结果提示:在细胞呼吸水平方面,高原鼠兔对低氧的耐受力明显高于大鼠。     

高原低氧对喜马拉雅旱獭、高原鼠兔、缺氧敏感大鼠颈动脉体超微结构的影响

应用扫描电镜结合透射电镜技术,对上海(海拔10米)的大鼠,5天内从上海急进到海拔3300米的大鼠,由北京引入西宁的子4代大鼠,同高原的喜马拉雅旱獭和高原鼠兔的颈动脉体微细结构进行对比观察。结果表明,高原低氧环境使由低海拔急进到高海拔的大鼠颈动脉体Ⅰ型细胞增生、肿胀、体积增大,胞浆中致密核心囊泡数量减少,线粒体变性肿胀,神经末稍中突触囊泡减少,Ⅰ型细胞表面微绒毛变性脱落;而喜马拉雅旱獭和高原鼠兔对高原低氧环境有较好的适应,未见缺氧损害征象。     

低氧对高原鼠兔和大鼠血液NO 与ET-1的影响

将Wistar大鼠暴露于3 780 m低氧环境,分别于24 h、2 wk及3 wk后采用酶联免疫法和硝酸还原酶法测定血液中的ET~(-1)和NO的含量,计算NO/ET~(-1)值,并与高原鼠兔比较,探讨低氧条件下大鼠与高原鼠兔血液中NO与ET~(-1)含量的变化趋势。结果表明,低氧24 h后,大鼠血液中NO和ET~(-1)的含量显著高于同海拔的高原鼠兔(P<0·01),而NO/ET~(-1)值无显著差异(P>0·05)。随着大鼠在高海拔停留时间的延长,血液中NO含量呈减少趋势,而ET~(-1)则有上升趋势,二者呈显著的负相关(r2=0·2416,P<0·01)。高原鼠兔NO/ET~(-1)值约为大鼠低氧2 wk和3 wk的2倍(P<0·01)。说明不同低氧暴露时间,高原鼠兔和大鼠的NO、ET~(-1)及NO/ET~(-1)值有显著差异,提示NO/ET~(-1)值可以作为有机体是否适应高原低氧环境的一个指标。     

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。     

高原鼠兔诱导型一氧化氮合酶cDNA克隆及序列分析

高原鼠兔Ochotona curzoniae,世居在青藏高原海拔3000~5000 m的地区,是一种典型的低氧耐受哺乳动物。一氧化氮(NO)作为一种有效的血管舒张因子,在预防低氧诱导的低氧性肺血管收缩反应和肺动脉高压中发挥着重要功能。诱导型一氧化氮合酶(iNOS)是一种催化L-精氨酸合成NO的重要酶,受低氧调控。本研究经RTPCR和cDNA 3’末端快速扩增(3’RACE)方法成功克隆了高原鼠兔iNOS基因cDNA序列,并对其分子特征进行了分析。结果显示:高原鼠兔iNOS cDNA全长为3981 bp,开放阅读框(ORF)为3450 bp,共编码1149个氨基酸残基;预测的蛋白序列与北美鼠兔、兔、人、大鼠、小鼠、狗以及猪的同源性分别为98%、87%、82%、78%、78%、82%和83%;蛋白结构预测结果显示高原鼠兔iNOS具有氧化域、还原域及黄素腺苷酸结合区域等iNOS所具有的典型结构域;基于iNOS的最大似然树和贝叶斯树均支持鼠兔与兔有最近的亲缘关系,与形态或其他分子标记构建的进化关系相符;分子进化分析检测到高原鼠兔iNOS中存在3个正选择位点——32T、33Y和46R,但不同模型的结果表明哺乳动物iNOS基因所受选择以净化选择为主,不支持iNOS在高原鼠兔支系发生适应性进化。该研究为揭示高原鼠兔iNOS的表达特征及其在低氧适应中的作用与调控机制研究奠定了初步基础。