Page 38 - 南京医科大学学报自然科学版
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第43卷第4期
               ·476 ·                            南 京    医 科 大 学 学         报                        2023年4月


              enriched in organelle inner membrane，mitochondrial inner membrane and mitochondrial protein complexes，in addition to
              peroxisomal，oxidative phosphorylation，thermogenesis，carbon metabolism and tricarboxylic acid cycle pathways. Conclusion：Hypoxic
              stimulation at high altitude may cause oxidative stress，inflammatory response and imbalance of lipid metabolism in the body by
              affecting energy metabolism⁃related pathways.
             ［Key words］ plateau hypoxia；kidney；energy metabolism；transcriptomic sequencing
                                                                            ［J Nanjing Med Univ，2023，43（04）：475⁃483］





                  高原地区空气稀薄，氧分压降低。随着海拔的                          收等通路显著上调，提示低氧条件下会导致组织器
              升高，机体的活性氧（reactive oxygen species，ROS）            官出现代谢失调        ［9-10］ 。Lu等 ［11］ 分析了藏绵羊复杂的
              产生加速，细胞和组织中ROS的过度产生和积累以                           生命过程并通过 RNA⁃Seq 技术研究其适应高海拔

              及低压低氧刺激缺氧诱导因子（hypoxia inducible                   缺氧条件的表型，进一步筛选与调控藏绵羊缺氧适
              factor，HIF）释放 ，可引起肺部、心血管和代谢性疾                     应相关的基因，通过基因本体数据库（gene ontology，
                            ［1］
              病 等  ［2］ ，如 急 性 高 山 病（acute mountain sickness，    GO）注释分析和京都基因和基因组百科全书数据库
              AMS）、高 原 脑 水 肿（high ⁃ altitude cerebral edema，    （Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富

              HACE）和 高 原 肺 水 肿（high ⁃ altitude pulmonary        集分析，发现 DEG 在高原地区藏绵羊的能量代谢、
              edema，HAPE），这些疾病可以在海拔上升到一定高                       免疫反应、氧化应激、消化和新陈代谢以及体温调
              度后几个小时到几天内的任何时间发展，严重程度                            节等途径显著富集。通过对不同海拔高度饲养的
              从轻度到危及生命 。此外，在低压低氧条件下，                            藏猪进行 RNA⁃Seq 分析，结果提示高原地区藏猪
                               ［3］
              细胞通过调节基因表达来适应低氧环境，机体许多                            DEG主要富集在HIF⁃1信号通路和血管内皮生长因
              代谢变化受HIF的调节，参与编码的酶涉及糖酵解、                          子（vascular endothelial growth factor，VEGF）信号通
              脂质代谢、营养吸收、过氧化物酶体代谢和线粒体功                           路，这些DEG与机体适应低压低氧条件相关                    ［12］ 。以
              能等过程的调节        ［4-5］ 。因此，机体在长期处于高原低               上结果显示，RNA⁃Seq技术应用广泛，为研究低压低
              氧环境下引发的一系列能量代谢、过氧化物酶体代                            氧条件下高海拔生存机体复杂的基因表达情况及
              谢、线粒体功能的改变越来越受研究者的关注。                             遗传特性提供了有利条件。因此，关注转录组学变
                  近年来，转录组学测序（RNA⁃Seq）技术有了突                      化的潜在机制可以为人类及高原物种适应高原低
              飞猛进的发展，利用RNA⁃Seq 技术可以帮助我们了                        压低氧胁迫提供依据。
              解各种条件下基因的差异表达情况。研究表明，                                  肾脏是机体重要的代谢器官，需要大量的三磷
              RNA⁃Seq已成为研究基因表达、探索RNA生物发生                        酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）来维持水和溶
                                             ［6］
              和代谢广泛应用和不可或缺的方法 。对大量差异                            质重吸收所需的能量，能量产生或利用异常时可导
              表达基因（differentially express gene，DEG）的统计分         致细胞功能障碍和死亡           ［13］ 。因此，本研究选取小鼠
              析，有助于探索不同条件下基因表达改变引起的一                            的肾脏组织作为研究对象，通过 RNA⁃Seq 技术，比
              系列生理、生化以及免疫学疾病，从而帮助我们阐                            较高原低氧与平原常氧条件下基因的差异表达情
                                             ［7］
              明各种复杂疾病的潜在发病机制 。目前，RNA⁃                           况，从而筛选出与低压低氧胁迫相适应的 DEG，重
              Seq 技术已经广泛应用于研究高原低压低氧胁迫条                          点关注氧化磷酸化、能量代谢、过氧化物酶体相关
              件下机体各组织器官的应激分子变化情况，以及阐                            基因在高原低氧暴露下的变化，探究肾脏在低氧胁
              明复杂高原疾病的机制。RNA⁃Seq 应用于早期慢性                        迫下的分子响应机制。
              阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，
                                                                1 材料和方法
              COPD）患者肺组织的研究，发现 COPD 受试者肺组
              织中氧化磷酸化和蛋白质分解代谢相关的基因表                             1.1  材料
              达降低可能与染色质修饰相关基因的失调存在密                             1.1.1  实验动物及分组
                    ［8］
              切联系 。低压低氧可以有效调节免疫、炎症过程                                 选用购自西安交通大学医学院实验动物中心
              和能量代谢。将大鼠小肠组织暴露于高原低氧条                             的 6~8 周龄 C57BL/6 小鼠为实验对象，将小鼠随机
              件下，发现 PPAR 信号通路、脂代谢、维生素消化吸                        分为两组（每组 5 只），其中一组饲养于海拔 400 m
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