藏羚羊肌红蛋白（MGB）基因编码区的克隆与分析

为了探讨藏羚羊低氧适应的分子生物学机制,从藏羚羊(Pantholops hodgsonii)骨骼肌组织中提取总RNA,通过逆转录聚合酶联反应(RT-PCR)技术扩增出MGB基因编码区cDNA片段,并与pGEM-T Easy载体连接构建重组质粒,转化DH5α菌。扩增培养后鉴定阳性质粒并进行序列测定,结果与NCBI数据库进行比较。结果显示,MGB基因编码区由465bp组成,编码154个氨基酸。其序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠、大鼠的同源性分别是98%、97%、90%、86%、82%、81%。推测出的氨基酸序列与绵羊、牛有98%同源性,而与猪、人、小鼠及大鼠分别有89%、85%、80%、79%的同源性。与NCBI数据库登录的绵羊的MGB cDNA序列比较发现,藏羚羊MGB基因的21位和78位密码子分别发生了突变(GGT→GAT和GAA→AAG),其对应的氨基酸分别由甘氨酸变为天冬氨酸及谷氨酸变为赖氨酸。至此,成功克隆出藏羚羊MGB基因编码区,为进一步揭示藏羚羊低氧适应的分子机制打下基础。     

应用全外显子组测序筛查一高原肺水肿家系易感基因

高原肺水肿(high-altitude pulmonary edema, HAPE)是一种高原特发性疾病,其发病与遗传因素有一定关联。本研究对一个HAPE相关的家系展开遗传学调查,然后利用外显子组测序筛查了包括先证者在内的6名HAPE病史成员以及先证者的母亲共7个成员的遗传变异,结果发现18个HAPE相关的潜在遗传变异(9个SNVs和9个Indels)。利用SIFT,PolyPhen-2和PROVEAN等3种软件对这些遗传变异进行蛋白功能危害性分析,结果发现定位于CFHR4基因的SNV(p.L85F)以及定位于OXER1基因的SNV(p.R176C)具有高危害性,且OXER1的功能与HAPE低氧诱导通路存在高度关联,它们可作为该家系中HAPE相关的候选病理性变异。此外,还有部分SNVs(NMB p.S150P、APOB p.I4194T和EIF4ENIF1 p.Q763P)以及Indels(KCNJ12 p.EE333-334E、ANKRD31 p.LMN251-253LN和OR2A14 p.HFFC175-178HFC),其遗传变异同样具有一定危害,可作为潜在的HAPE相关遗传变异。本研究首次通过外显子组测序直接筛选与一中国HAPE家系相关的遗传变异,为后续揭示HAPE发病机制提供了新线索。     

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。     

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。     

藏羚羊与藏绵羊心肌、骨骼肌中肌红蛋白含量和乳酸脱氢酶活性的比较

为了探讨藏羚羊(Pantholops hodgsonii)对低氧环境的适应机制。以生活在同海拔(4 300 m)的藏绵羊(Tibetan Sheep)为对照,用分光光度法测定2种动物心肌、骨骼肌中肌红蛋白(myoglobin,Mb)含量、乳酸(lactic acid,LD)含量及乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力。结果显示,藏羚羊心肌和骨骼肌中Mb含量明显高于藏绵羊(P0.05),但心肌和骨骼肌的Mb含量无差别(P0.05),而藏绵羊心肌Mb含量明显高于骨骼肌(P0.05);藏羚羊心肌和骨骼肌中LD含量及LDH活力明显低于藏绵羊(P0.05),且2种动物心肌中的LDH活力均明显低于其骨骼肌(P0.01)。结果表明,藏羚羊尽管生活在高寒缺氧地区,其心肌和骨骼肌细胞仍然能得到丰富的氧供应,并非处于缺氧状态,这可能是通过增加心肌和骨骼肌中Mb的含量,提高其在低氧环境获取和储存氧的能力,从而提高有氧获能水平。与之相反,藏绵羊尽管也生活在高寒缺氧地区,但其心肌和骨骼肌中Mb含量相对于藏羚羊较低,且LD含量和LDH活力较高,说明其心肌和骨骼肌细胞内氧供不如藏羚羊丰富,提示藏绵羊可能主要以糖酵解获能。我们推测这种差异可能与两种动物不同的运动习性密切相关,且认为藏羚羊较高的Mb含量可能是其适应高原缺氧条件的分子基础之一。