Page 44 - 南京医科大学学报自然科学版
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第43卷第4期
·482 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2023年4月
称,HSPB1改善了大鼠心肌细胞内源性谷胱甘肽还 小鼠肾脏组织转录组谱,检测到高原低氧胁迫下大
原酶(glutathione reductase,GR)/GSH/谷胱甘肽过氧 量与能量代谢途径相关的 DEG,KEGG 分析发现这
化物酶(glutathione peroxidase,GPx)和硫氧还蛋白 些差异基因高度富集于过氧化物酶体、氧化磷酸
(thioredoxin,Trx)/过氧化还原素(peroxiredoxin,Prx) 化、产热、碳代谢以及三羧酸循环等途径,在 GO 注
抗氧化系统的还原功能,证实了HSPB1参与蛋白质 释分析中也发现了类似的结果,因此,高原低氧胁
抗氧化反应 [25] 。因此,HSPB1的表达有助于维持机 迫影响机体能量代谢,致使机体氧化应激、炎症反
体氧化应激。本研究中,HKT组HSPB1基因表达明 应和脂质代谢失衡的分子机制有待进一步深入研
显低于PKC组。 究。本研究丰富了高原医学在低压低氧胁迫条件
通过对差异基因进行 GO 注释分析发现,三大 下能量代谢方面的研究内容,为深入探讨机体能量
功能分类中占比最高的GO条目与机体能量代谢有 代谢响应高原低氧胁迫的分子调控机制提供了线
关,提示高原持续性低氧刺激条件下机体的能量代 索,也为与能量代谢相关高原病的病因学研究提供
谢途径发生了重要变化。同时,本研究对能量代谢 了新的理论依据和研究方向。
相关基因进行了 KEGG 通路富集分析,发现包括氧 [参考文献]
化磷酸化、过氧化物酶体、产热、碳代谢以及三羧酸
[1] DAVIS P R,PATTINSON K T,MASON N P,et al. High
循环等多条通路发生了显著变化。
altitude illness[J]. J R Army Med Corps,2005,151(4):
过氧化物酶体是一种具有多种氧化酶的细胞
243-249
器,主要参与机体脂肪酸的β⁃氧化。研究表明,过氧
[2] GAUR P,PRASAD S,KUMAR B,et al. High⁃altitude hy⁃
化物酶体在复杂脂质合成和转化中起核心作用,是 poxia induced reactive oxygen species generation,signal⁃
必需的代谢细胞器,此外过氧化物酶体已经成为一 ing,and mitigation approaches[J]. Int J Biometeorol,
种细胞因子,可通过多种途径调节免疫反应和炎症 2021,65(4):601-615
的发生 [26] 。本研究中高原低氧处理条件下,过氧化 [3] GUDBJARTSSON T,SIGURDSSON E,GOTTFREDSSON
物酶体通路中酰基辅酶 A 氧化酶(acyl⁃coenzyme A M,et al. High altitude illness and related diseases⁃a re⁃
oxidase,ACOX)中的 ACOX1、ACOX2、ACOX3 表达 view[J]. Laeknabladid,2019,105(11):499-507
显著下调。ACOX是过氧化物酶体中催化分解各种 [4] LEE P,CHANDEL N S,SIMON M C. Cellular adaptation
to hypoxia through hypoxia inducible factors and beyond
底物β氧化的第一步 [27] 。ACOX1、ACOX2和ACOX3
[J]. Nat Rev Mol Cell Biol,2020,21(5):268-283
与脂肪酸β⁃氧化有关 [28] 。ACOX1 负责长直链脂肪
[5] XIE H,SIMON M C. Oxygen availability and metabolic
酸的氧化 [29] ,ACOX2是唯一参与胆汁酸生物合成的
reprogramming in cancer[J]. J Biol Chem,2017,292
酰基辅酶 A 氧化酶,ACOX2 和 ACOX3 都参与支链
(41):16825-16832
脂肪酸的降解 。
[27]
[6] HRDLICKOVA R,TOLOUE M,TIAN B. RNA⁃Seq meth⁃
氧化磷酸化信号通路是机体产生能量的重要 ods for transcriptome analysis[J]. Wiley Interdiscip Rev
通路,与体内能量代谢密切相关。细胞色素 C 氧化 RNA,2017,8(1):10.1002/wrna.1364
酶(cytochrome C oxidase subunit,COX)亚基在氧化 [7] GAO X,JIANG Z,ZHANG S,et al. Transcriptome analy⁃
磷酸化信号通路中维持线粒体的正常功能,高原低 sis and immune⁃related genes expression reveals the im⁃
氧组小鼠肾脏组织中 COX5A、COX5B、COX7A 等基 mune responses of Macrobrachium rosenbergii infected by
因表达显著下调。研究发现,在缺氧条件下大鼠心 Enterobacter cloacae[J]. Fish Shellfish Immunol,2020,
脏和心肌细胞中 COX5A 表达显著降低,COX5A 基 101:66-77
因表达下调与缺氧诱导的细胞凋亡密切相关,同时 [8] KIM W J,LIM J H,LEE J S,et al. Comprehensive analy⁃
sis of transcriptome sequencing data in the lung tissues of
COX5A 可 能 是 抗 衰 老 药 物 的 潜 在 靶 标 [30- 31] 。
COPD subjects[J]. Int J Genomics,2015,2015:206937
COX5B的缺失会诱发线粒体功能障碍,抑制细胞生
[9] TIAN L,JIA Z,XU Z,et al. Transcriptional landscape in
长并促进细胞衰老,衰老细胞可促进白介素⁃8和其
rat intestines under hypobaric hypoxia[J]. Peer J,2021,
他细胞因子的产生,从而增强细胞迁移,促进炎症
9:e11823
的发生 [32] 。COX7A具有抗衰老功能,在衰老小鼠心 [10] GAN Z,POWELL F L,ZAMBON A C,et al. Transcrip⁃
[33]
脏线粒体中表达下调 。 tomic analysis identifies a role of PI3K⁃Akt signalling in
综上所述,本研究通过比较不同海拔暴露下的 the responses of skeletal muscle to acute hypoxia in vivo