劉世明，劉鳳云，胡 琳，祁生貴，李愈嫻，吳天一

（青海省高原醫(yī)學(xué)研究所，青海 西寧 810012）

青海不同海拔牦牛血液中低氧相關(guān)因子含量的測定

劉世明，劉鳳云，胡 琳，祁生貴，李愈嫻，吳天一

（青海省高原醫(yī)學(xué)研究所，青海 西寧 810012）

本研究通過應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測定不同海拔牦牛血液中低氧相關(guān)因子（HIF-2α、ACE、ACE2、EPO）的含量，探討低氧因子對氧感受器—信號轉(zhuǎn)導(dǎo)—缺氧相關(guān)基因表達(dá)途徑在低氧適應(yīng)機(jī)制中的作用。結(jié)果顯示，隨著海拔的升高，牦牛ACE、HIF2α含量有逐漸降低趨勢，EPO隨著海拔的升高其含量基本沒有變化，但是與低海拔牦牛、平原地區(qū)的黃牛比較，血液中低氧因子含量還是相對較高。

牦牛；不同海拔；低氧因子；測定

牦牛具有很強(qiáng)的生活能力,在青藏高原分布較廣，對高海拔缺氧環(huán)境有獨(dú)特的適應(yīng)能力,在長期的自然選擇和進(jìn)化過程中，形成了一套它們獨(dú)特的調(diào)控機(jī)制來適應(yīng)高原的低氧環(huán)境，在生理、生化和形態(tài)學(xué)上已獲得穩(wěn)定的適應(yīng)高原低氧的遺傳學(xué)特征[1]。目前，關(guān)于高原土生動物牦牛的低氧適應(yīng)的相關(guān)研究較少，本文對生活在青海不同海拔高度的牦牛血液中低氧誘導(dǎo)因子（HIF-2α）、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）、促紅細(xì)胞生成素（EPO）等低氧相關(guān)敏感指標(biāo)

1 材料與方法

含量進(jìn)行測定，同時與移居高原的青海大通黃牛、低海拔黃牛進(jìn)行對比，旨在為進(jìn)一步尋找高原土著動物牦牛低氧適應(yīng)過程中的分子機(jī)制提供理論參考。

1.1 材料 血樣采于西寧市裕泰畜產(chǎn)品有限公司屠宰車間，并確定牛的來源與產(chǎn)地。牦牛：平均年齡3～6歲，根據(jù)海拔高度分為3 000 m組、3 500 m組、4 000 m組及4 000 m以上組。移居黃牛：青海省大通縣（海拔2 500 m）。低海拔黃牛：甘肅省平?jīng)鍪校ê０? 300 m）。

1.2 方法 低氧相關(guān)因子檢測：ELISA試劑盒購于上海將來生物有限公司，德國IBL公司產(chǎn)品。

1.3 生化指標(biāo)檢測 牦牛頸動脈放血處死時收集血液，置于肝素抗凝管中，3 000 r/min離心10 min后吸出上清液，進(jìn)行血液生化指標(biāo)測定，儀器型號：OLYMPUS AU400。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理方法 應(yīng)用SPSS 17.0分析軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

隨著海拔的升高HIF-2α、ACE、ACE2、EPO等血清含量將隨著低氧程度的不同而改變。本試驗(yàn)分析結(jié)果表明，隨著海拔的升高，牦牛ACE含量有逐漸降低趨勢，但除3 500 m組與3 000 m組含量有顯著性差異（P＜0.05），其余各組未見顯著性差異,具體結(jié)果見表1和圖1。牦牛血清ACE含量明顯低于移居黃牛和低海拔黃牛，移居黃牛的明顯低于低海拔黃牛含量，含量有顯著性差異（P＜0.05）。牦牛ACE2血清含量明顯高于低海拔黃牛,含量有顯著性差異（P＜0.05）,與移居黃牛之間無顯著性差異（P＞0.05）,兩組黃牛之間也無顯著性差異（P＞0.05），見圖2。

HIF-2α含量與海拔相關(guān),尤其是牦牛在4 000 m和4000 m以上組之間有顯著性差異（P＜0.05）。而且牦牛血清HIF-2α含量明顯高于移居黃牛和低海拔黃牛，有顯著性差異（P＜0.05），兩組黃牛之間無顯著性差異（P＞0.05）。

表1 不同海拔高度牦牛血清低氧相關(guān)指標(biāo)的含量（`x±S）Table1 The contents of serum hypoxia related indexes o f yak in different a ltitude

圖1 不同海拔高度牦牛血清低氧相關(guān)指標(biāo)的含量比較Fig.1 Com parison of serum hypoxia related indexes contents o f yak in different a ltitude

EPO含量在不同海拔的牦牛血清中均未見顯著性差異。牦牛血清EPO含量明顯高于移居黃牛和低海拔黃牛,有顯著性差異（P＜0.05），黃牛之間無顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 不同牛品種間血清低氧相關(guān)指標(biāo)的含量比較Fig.2 Comparison of serum hypoxia related indexes in different cattle breeds

3 結(jié)論與討論

牦牛主要分布在青海、西藏、四川、甘肅等省區(qū)的海拔3 000 m以上地區(qū)。高海拔地區(qū)的低氣壓與低氧分壓是一個主要的生態(tài)因子，嚴(yán)重影響著動植物的生存與發(fā)展，動物機(jī)體對不同程度的低氧有不同的適應(yīng)方式，在輕或中度低氧環(huán)境中,通過整體水平代償機(jī)制調(diào)節(jié)來適應(yīng)低氧環(huán)境。高原世居動物對低氧適應(yīng)并不太依賴于器官功能的變化，更重要的是通過對細(xì)胞代謝的調(diào)整和許多低氧因子誘導(dǎo)從分子水平上來適應(yīng)高原低氧環(huán)境[1，4]。

本研究測定牦牛血液中這些低氧相關(guān)因子對于維持體內(nèi)組織氧的高水平表達(dá)可能起到重要的調(diào)節(jié)作用。此次研究發(fā)現(xiàn)隨著海拔的升高，牦牛ACE含量有逐漸降低趨勢。ACE是對低氧較敏感的因子，ACE、ACE2共同調(diào)節(jié)體內(nèi)AngⅡ等肽類物質(zhì)的水平，對體內(nèi)血壓、體液和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定具有重要的調(diào)控作用。對高原低氧適應(yīng)極佳的土著動物牦牛來說在遺傳上已經(jīng)形成了穩(wěn)定的適應(yīng)特征，血清中ACE含量趨于穩(wěn)定或有降低趨勢。

相關(guān)資料表明，HIF和EPO基因低氧高表達(dá)可能是低氧耐受動物低氧適應(yīng)的分子基礎(chǔ)[4-5]。此次測定發(fā)現(xiàn)牦牛血HIF-2α的含量與海拔相關(guān)，而且，牦牛血清HIF-2a含量明顯高于移居黃牛和低海拔黃牛，這與機(jī)體低氧適應(yīng)密切相關(guān)的組織中，隨著海拔的升高，其含量增加的報道是相一致的。ACE、HIF-2α蛋白在牦牛血清中的表達(dá)與其組織低氧適應(yīng)的生理特征吻合，這些發(fā)現(xiàn)對于從功能基因上揭示高原動物低氧適應(yīng)的機(jī)理具有一定意義。各高海拔牦牛之間血清EPO含量無顯著差別，這與EPO升高到一定數(shù)量后趨于穩(wěn)定狀態(tài)的相關(guān)報道一致；但與低海拔或平原地區(qū)的黃牛比較，血清EPO含量還是相對較高，這可能是牦牛為適應(yīng)高原缺氧環(huán)境刺激而產(chǎn)生的一系列的代償和適應(yīng)性變化的表現(xiàn)。

牦牛的各種遺傳性狀及其種屬特性，均在生長發(fā)育過程中表現(xiàn)出來。此次測定的是牦牛血液中的相關(guān)低氧因子的含量，血液是機(jī)體重要的內(nèi)環(huán)境，內(nèi)環(huán)境的恒定與機(jī)體代謝反應(yīng)過程有著密切的關(guān)系，直接參與機(jī)體物質(zhì)代謝、能量代謝和復(fù)雜的生化過程，有關(guān)牦牛生理、生化指標(biāo)的測定有許多[2-3]，主要針對牦牛品種、品質(zhì)屬性和遺傳差異，對于遺傳適應(yīng)方面的研究報道不多。本研究針對牦牛血液中低氧相關(guān)的因子進(jìn)行相關(guān)測定，有望發(fā)現(xiàn)一些差異性問題，從而進(jìn)一步探討低氧因子對氧感受器—信號轉(zhuǎn)導(dǎo)—缺氧相關(guān)基因表達(dá)途徑在低氧適應(yīng)機(jī)制中的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]韓樹鑫，茍瀟，楊舒黎.動物低氧適應(yīng)的生理與分子機(jī)制[J].中國畜牧獸醫(yī)，2010，37（8）：29-31.

[2]李春生.大通牦牛生理生化指標(biāo)的測定[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2014，（2）：168-170.

[3]徐驚濤，魏雅萍，韓吉慶，等.青海省高寒牧區(qū)公牦牛19項(xiàng)生理生化指標(biāo)的研究［J].青海畜牧獸醫(yī)雜志，2008，38（4）：1-3．

[4]Wang D P,Li H G,Li Y J,et al.Hypoxia-inducible factor 1A cDNA cloning and its mRNA and protein tissue speci fic express domestic yak(os grunniens)f rom Qinghai Tibetan plateau.biochemical and biophysical[J].Research Communications,2006,348∶310-319.

[5]Li H,Ren Y,Guo S,et al.The protein level of hypoxia-inducible factor 1A is increased in the plateau pika(Ochotona Curzoniaeo inhabiting high al titudes)[J].Journal of experimental Zoology,2009,311A∶134-141.

Determ ination of the hypoxia related factors content in Different high altitude yak blood

Liu Shiming,Liu Fengyun,Hu Lin,Qi Shenggui,LI Yuxian,Wu Tianyi
(Qinghai Institute of High Al titude Medicine,Qinghai Xining 810012)

In order to discusses hypoxia related factor for oxygen sensors,signal t ransduction, anoxia related gene expression way in the role of hypoxia adaptation mechanism,enzyme-linked immunoassay(ELISA)was used to determine the related factor hypoxia related factor(HIF-2α,ACE, ACE2,EPO) in yak living at dif ferent al titude in qinghai.The resul ts indicated ACE,HIF-2α content gradual ly reduce,the EPO content did not change with the increase of al titude.But compared with the yak in low al titude and domestic cow,yak high al titude showed a high hypoxia related factor.

Yak;Di f ferent al titude;Hypoxia factor;Determination

S823

1672-9692(2015)08-0016-04

2015-06-21

劉世明（1968-），男，本科，副研究員，主要從事高原醫(yī)學(xué)、生物學(xué)相關(guān)工作。

國家973前期項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：Pre-973-2012CB722506）