2019年诺贝尔生理学或医学奖对高原医学研究的启示:从氧感知通路的新发现谈未来高原医学研究的机遇

2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者哈佛医学院的威廉·凯林(William G.Kaelin)、牛津大学的彼得·拉特克利夫(Peter J.Ratcliffe)和霍普金斯大学的格雷格·塞门扎(Gregg L.Semenza)教授对氧感知通路的新发现,使得人体如何感受氧浓度的奥秘从分子水平上破解,继而机体在氧不足环境下的适应及不适应机制被进一步阐明。本文简要解读氧感知通路的相关内容及我国在这个领域的研究简况。

高原低氧环境对肠道菌群影响的研究进展

肠道菌群的动态平衡是维持人体健康的重要标志之一。环境是影响肠道菌群组成多样性和丰度的重要因素,肠道菌群可以通过改变其组成来适应环境的变化。世代生活在低氧环境下的人群会发生特定基因的改变,从而会影响肠道菌群的多样性和丰度。高原低氧环境与肠道菌群之间相互联系的研究对低氧环境人群的健康具有重要意义,目前关于低氧环境对于肠道菌群组成影响的具体作用机制研究未见报道。本文重点综述高原低氧环境下人体肠道菌群的变化及其可能原因的研究进展,以期为后续研究提供参考。

2011亚太地区高原医学会议

由亚太地区高原医学协会（APSMM）主办,青海大学高原医学研究中心承办的＂2011第二届APSMM大会＂,将于2011年8月20日-23日在青海省西宁市举行。大会将致力于为亚太地区从事高原医学研究的科学工作者及研究机构搭建学术、技术自由交流的平台,届时将有来自中国、美国、印度、日本、尼泊尔、澳大利亚、韩国、瑞士等国家和国内的知名专家参加。会议以＂环境、遗传与健康＂为主题,重点讨论高原适应的遗传学机制,将从基因组学、蛋白组学、分子生物学的最新进展、最新方法展开交流。

铁稳态在高原低氧性肺动脉高压中的研究进展

高原低氧性肺动脉高压是机体暴露高原极端环境时发生的复杂的病理生理及临床综合征,也是低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension)中的重要类型之一,严重者可引起右心衰竭甚至过早死亡,因此是危害高原居民及急进高原者健康的主要疾病之一。包括高原低氧性肺动脉高压在内的低氧性肺动脉高压确切发病机制仍未完全明确,目前尚缺乏用于干预、治疗低氧性肺动脉高压的有效药物。近年来研究显示,各类型的肺动脉高压患者中普遍存在铁缺乏现象,且铁一方面通过调控低氧诱导因子的活性,影响其靶基因表达;另一方面参与线粒体铁硫簇的生物合成,影响细胞活性氧生成,从而调控低氧性肺动脉高压的发生和进展。更有趣的是,铁和低氧之间存在重要的分子对话机制。因此,铁稳态(iron homeostasis)可能参与和调节低氧性肺动脉高压的发生发展,同时调控铁代谢也有可能成为干预低氧性肺动脉高压的潜在靶点。故本文就铁稳态、铁代谢紊乱与低氧性肺动脉高压,以及干预铁代谢调控低氧性肺动脉高压的可能机制予以简要综述,以期为低氧性肺动脉高压的预防及临床治疗提供新的思路。

放血疗法促高原慢性低氧下雄性大鼠红细胞衰亡的实验研究

目的探究放血疗法是否参与了对慢性低氧环境下雄性大鼠红细胞衰亡的调控。方法低氧组(Hypoxia)和放血组(Phlebotomy)雄性大鼠置模拟海拔5000 m的低压氧舱28 d,Phlebotomy分别于第7、14、21 d经尾静脉放血500μL进行动态血常规分析。4 w后取血进行血细胞分析、渗透脆性检验、红细胞凋亡检测、网织红细胞检测等。结果放血后雄性大鼠红细胞数量和血红蛋白含量结果:Hypoxia(10.58±0.63)与Phlebotomy(9.58±0.31),Hypoxia(174.50±7.87)与Phlebotomy(161.17±4.40),组间差异有统计学意义(P=0.004,P=0.037)。放血后红细胞比容结果:Hypoxia(61.36±2.21)与Phlebotomy(56.73±1.70),组间差异有统计学意义(P=0.001)。流式细胞术分析红细胞衰亡:Hypoxia(0.07±0.01)与Phlebotomy(0.10±0.02),组间差异有统计学意义(P=0.001)。红细胞衰亡动态结果:2 w(0.20±0.01)与3 w(0.15±0.02),3 w(0.15±0.02)与4 w(0.09±0.02),组间差异有统计学意义(P=0.000,P=0.000)。网织红细胞动态结果:1 w(0.04±0.03)、2 w(0.05±0.04)、3 w(0.04±0.02)、4 w(0.06±0.03)组间差异无统计学意义。结论放血疗法可促进高原慢性低氧下雄性大鼠红细胞的衰亡,降低慢性低氧对雄性大鼠红细胞衰亡的抑制作用。同时放血不会持续增加雄性大鼠红细胞衰亡,也不会持续刺激雄性大鼠网织红细胞增加。

微小核糖核酸对包虫病患者免疫细胞功能的调控作用研究进展

包虫病是一种对宿主造成严重损害的潜在致命性人畜共患疾病。微小核糖核酸(miRNAs)是一类小型非编码RNA分子,可在转录后以序列特异性方式通过抑制或促进mRNA降解以调节基因表达,从而发挥调控生物学过程的作用。宿主感染棘球蚴绦虫后可以引起多种miRNAs表达改变,并参与宿主的免疫调节过程。在包虫病患者的感染过程中,miR-71、miR-4989-3p、miR-222-3p、miR-155-5p、miR-146a-5p可影响单核巨噬细胞功能,miR-277a-3p能够影响树突状细胞功能,miR-374b-5p、miR-126a-5p可影响T淋巴细胞功能,miR-181a-5p能够影响自然杀伤细胞功能,上述miRNAs通过影响患者的免疫细胞及其功能而参与免疫调节。但目前还有很多miRNAs的功能和机制尚未得到证实,需要我们使用更先进的方法来确定有效的miRNAs及其功能,以便为包虫病的早期诊断和治疗提供新靶点及理论依据。

靶向肺血管内皮功能障碍治疗肺动脉高压的研究进展

肺动脉高压(pulmonary hypertension, PH)是一种进行性、致命性疾病,肺动脉内皮细胞(pulmonary arterial endothelial cells, PAECs)功能障碍是其重要的致病因素之一。PAECs是单层扁平上皮细胞,在维持肺血管稳态调控中发挥重要作用。研究发现,在PH发生的早期,PAECs出现损伤及凋亡的现象,而在PH发展的晚期,PAECs则呈现抗凋亡的特征。缺氧、炎症因子诱导的PAECs向间充质细胞的转化,也参与了PH的发病过程。PAECs的癌样代谢和线粒体功能障碍、骨形态发生蛋白受体2突变、表观遗传学改变和炎症,是导致PH患者肺血管内皮功能障碍的主要发病机制。新的靶向PAECs功能障碍的治疗措施,有望在未来治疗PH中发挥重要作用。

非酒精性脂肪性肝病进程中低氧的作用及其机制研究进展

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是全国范围内普遍发病的慢性非传染性肝脏疾病,也是肝硬化肝癌的前期阶段,严重威胁着人类健康。高原低氧条件下机体各器官系统受到不同程度影响,而肝脏组织缺氧程度进一步加重,呈现出高原地区NAFLD的患病率显著高于平原地区。目前NAFLD发病机制观点不一,而且高原低氧促进NAFLD进展机制尚不明确。本文从高原低氧对肝实质细胞和间充质细胞的影响角度入手,整合、梳理相关研究报道,并探索高原低氧在NAFLD慢性病进展中发生、发展的可能机制,为NAFLD的预防、诊治提供新思路。

高原低氧暴露下海马中M1AChR表达对雄性大鼠学习和记忆的影响

目的 考察高原低氧暴露下海马中毒蕈碱型乙酰胆碱受体M1(muscarinic acetylcholine receptor M1,M1 AChR)表达对雄性大鼠学习和记忆的影响。方法 将大鼠随机分为常氧对照组(NC组)、常氧组(N组)、低氧组(H组)和低氧+TAK-071组(HT组)。采用定位巡航实验和空间探索实验分别考察大鼠的学习和空间记忆能力;采用苏木素-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,H&E)技术观察大鼠额叶和海马的组织形态;采用免疫组织化学(immunohistochemical,IHC)染色和蛋白质印迹(Western Blot,WB)技术测定大鼠海马组织中M1 AchR的蛋白表达水平;采用荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)技术测定大鼠海马组织中M1 AchR和叉头框蛋白P2(forkhead box protein P2,FOXP2)的基因表达水平。结果 经过Morris水迷宫(morris water maze,MWM)训练后,大鼠海马组织中M1 AChR的蛋白总体表达水平明显降低(P<0.05),但在海马CA1区、CA3区显著增加(P<0.05)。低氧环境会明显改变大鼠在定位巡航实验中的表现:逃避潜伏期时长增加;明显改变大鼠在空间探索实验中的表现:在目标象限的停留时间减少(P<0.05)。激活M1AChR后,大鼠海马组织中因低氧增加的M1 AChR明显降低(P<0.05)。结论 激活M1 AChR可以改善高原低氧对雄性大鼠的记忆损伤,减缓记忆衰退进程;对学习改善无影响。推测M1 AChR在雄性大鼠认知功能中的作用可能是保持已有记忆。

高原低氧对雄性大鼠学习记忆及其额叶中的NR2A、P-NR2A、P-NR2B表达影响

目的探讨高原低氧对雄性大鼠学习记忆及其额叶中的NR2A、P-NR2A、P-NR2B表达影响。方法将48只SPF级的SD大鼠随机分为常氧组(分为1D组、5D组、12D组)和低氧组(分为1D组、5D组、12D组),共6组(8只/组)。通过水迷宫法评价雄性大鼠学习记忆能力,HE染色法观察额叶组织神经细胞形态,Western Blot法检测NR2A、P-NR2A、P-NR2B表达情况。结果水迷宫实验结果显示,随着训练次数的增加,大鼠发现平台的路程逐渐缩短;随着遗忘时间延长,大鼠穿越平台目标象限的次数减少。HE染色实验结果显示,各组额叶神经细胞结构形态完整,常氧组与低氧组神经细胞形态结构及数量无显著差异。在相同时间点与常氧组比,低氧组的NR2A在第一、五天的表达明显升高,在第十二天降低,差异有统计学意义(P<0.05);低氧组的P-NR2A、P-NR2B表达均明显升高(P<0.05)。结论低氧对雄性大鼠学习记忆能力均有一定程度的损害,可能机制是下调NR2A蛋白,上调P-NR2A蛋白,P-NR2B蛋白表达。

黑果枸杞花青素单体PrG对H_(2)O_(2)诱导的小鼠颗粒细胞氧化损伤的保护机制研究

目的探讨黑果枸杞花青素单体矮牵牛花色素-3-O-(6-O-对香豆酰)芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷(PrG)对H_(2)O_(2)诱导的小鼠颗粒细胞(GCs)氧化损伤的保护机制。方法将20只ICR雌性小鼠的GCs进行原代培养。将GCs随机分为对照组(Control组)、过氧化氢处理组(H_(2)O_(2)组)、PrG处理组(H_(2)O_(2)+PrG组)。首先,构建了由不同浓度(0μmol/mL、25μmol/mL、50μmol/mL、100μmol/mL、200μmol/mL、400μmol/mL)、不同作用时间(30 min、60 min、120 min、180 min)H_(2)O_(2)诱导的GCs氧化应激损伤模型。随后应用PrG不同浓度(20μg/mL、40μg/mL、80μg/mL)、不同作用时间(12 h、24 h、48 h)处理氧化损伤后的GCs。采用CCK8法筛选H_(2)O_(2)与PrG的最佳作用浓度与作用时间,采用EdU法检测H_(2)O_(2)诱导的GCs增殖情况,使用DCFH-DA活性氧荧光探针检测GCs内的ROS水平,使用JC-1探针和Mito-tracker Red CMXRos活细胞染料检测线粒体膜电位和线粒体分布。结果H_(2)O_(2)在作用浓度为200μmol/mL、作用时间为2 h时小鼠GCs存活率下降约60%。GCs活力随着PrG浓度的升高而显著升高(P<0.01),且在浓度为80μg/mL时对活性影响最佳。PrG能显著促进GCs增殖能力,降低活性氧水平(P<0.01),增加线粒体分布数量(P<0.01),恢复线粒体膜电位(P<0.01)。结论黑果枸杞花青素单体PrG通过清除ROS自由基、增强线粒体功能对H_(2)O_(2)诱导的小鼠GCs氧化损伤发挥保护作用。

2011亚太地区高原医学会议

由亚太地区高原医学协会（APSMM）主办,青海大学高原医学研究中心承办的＂2011第二届APSMM大会＂,将于2011年8月20日-23日在青海省西宁市举行。大会将致力于为亚太地区从事高原医学研究的科学工作者及研究机构搭建学术、

中国汉族高原肺水肿易感基因的全基因组关联研究

高原肺水肿(High-altitude pulmonary edema,HAPE)是一种特发于高原低氧环境的肺水肿,是遗传和环境因素共同作用的结果。为了寻找与中国汉族高原肺水肿相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点及易感基因,文章利用Affymetrix SNP Array 6.0芯片,对2010年5月至2012年7月在青海省玉树地区执行援建任务时来自平原地区的40例HAPE患者和33例健康对照进行全基因组SNP分型,通过PLINK软件对芯片结果进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),筛选出在病例组和对照组中间有显著差异(P<10E-7)的SNP位点57个,通过对57个SNP位点附近74个基因进行GO与Pathway富集分析,发现这些基因与"前列腺素代谢"、"四烯酸代谢"、"氮代谢"显著相关(adjust P<0.05),以上代谢过程与HAPE病理生理机制相关。结果表明,高原肺水肿受遗传多态性影响,与多个基因以及位点相关。

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。

青藏高原唐古特大黄提取物不同成分对小鼠免疫功能影响的研究

目的探讨青藏高原唐古特大黄提取物的不同成分对小鼠体液免疫功能及细胞免疫功能的影响。方法应用唐古特大黄对小鼠进行灌胃给药,采用溶血空斑实验来观察药物对小鼠抗体生成水平的影响,同时采用E玫瑰花环实验检测小鼠的细胞免疫功能。结果青藏高原唐古特大黄的不同提取成分中,只有糖类成分对小鼠的体液及细胞免疫功能有提高作用,而其余成分(鞣质类,苯丁酮苷类,芪类成分,番泻苷类,蒽醌苷元类,蒽醌类成分等)对小鼠的体液及细胞免疫功能有抑制作用。结论唐古特大黄具有药物免疫调节作用。

高原睡眠呼吸紊乱与急性高原病的相关性研究进展

高原低氧环境严重影响人的睡眠质量及结构、睡眠呼吸紊乱进一步参与急慢性高原病的发生、发展。急进高原及高原习服人群表现出不同的睡眠呼吸结构的改变,世居藏族人群在高原环境下有良好的睡眠结构和质量。文章通过周期性呼吸、低氧通气反应、引起中枢性睡眠呼吸暂停的环路增益、细胞因子水平和神经递质等方面阐述了高原自然环境中引起睡眠呼吸改变的机制及其与急性高原病发生、发展的相关性,为更好地预防和治疗急性高原病提供新的思路。

慢性高原病患者血清GC-TOF-MS代谢组学的初步研究

目的:研究慢性高原病患者气相色谱飞行时间质谱(GC-TOF-MS)代谢组学的变化,并鉴定血清代谢图谱的内源性代谢物,探讨青海玉树世居藏族居民潜在的差异性代谢标志物。方法:收集10例青海玉树世居藏族慢性高原病患者(CMS组)和10例世居高原健康藏族居民(control组)血清,利用GC-TOF-MS代谢组学和多元回归分析方法,如主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)模式识别分析各代谢物的变化。结果:PCA、PLS-DA和OPLS-DA模式判别分析结果显示,两组血清代谢组均表现出明显聚类型分布。CMS组血清中延胡索酸、肌苷、植烷酸、2,2-二甲基丁二酸、β-酮己二酸、异亮氨酸、甘氨酸、丝氨酸、L-半胱氨酸、瓜氨酸、三甲基赖氨酸、1-磷酸葡萄糖和核糖水平显著高于control组;CMS组血清中下降的代谢物有硫酸、草酸、谷氨酰胺和来苏糖。结论:慢性高原病患者和高原健康藏族居民血清代谢物水平有显著性差异,这些血清代谢物的改变可能参与了慢性高原病的发生与发展。

青海唐古特大黄野生和栽培品药效学比较研究

目的比较研究青海高原唐古特大黄野生和栽培品的泻下作用。方法采用炭末推进方法、酚红排空方法进行肠推进实验,观察野生及栽培品对小鼠小鼠小肠运动和大鼠大肠运动的影响。结果与对照组相比,唐古特大黄野生和栽培品对小肠、大肠推进作用均有显著性差异(P<0.01)。结论青藏高原唐古特大黄野生和栽培品均具有泻下作用,野生品和栽培品无显著性差异。

青海唐古特大黄野生和栽培品泻下作用比较研究

目的:比较研究青海高原唐古特大黄野生和栽培品的泻下作用。方法:采用炭末推进方法、酚红排空方法进行肠推进实验,观察野生及栽培品对小鼠小肠运动和大鼠大肠运动的影响。结果:与对照组相比,唐古特大黄野生和栽培品对小肠、大肠推进率均有显著性差异(P<0.01)。结论:青藏高原唐古特大黄野生和栽培品均具有泻下作用,野生品和栽培品无显著性差异。