青海不同海拔牦牛血液中低氧相关因子含量的测定

刘世明，刘凤云，胡 琳，祁生贵，李愈娴，吴天一

（青海省高原医学研究所，青海 西宁 810012）

青海不同海拔牦牛血液中低氧相关因子含量的测定

刘世明，刘凤云，胡 琳，祁生贵，李愈娴，吴天一

（青海省高原医学研究所，青海 西宁 810012）

本研究通过应用酶联免疫吸附法（ELISA）测定不同海拔牦牛血液中低氧相关因子（HIF-2α、ACE、ACE2、EPO）的含量，探讨低氧因子对氧感受器—信号转导—缺氧相关基因表达途径在低氧适应机制中的作用。结果显示，随着海拔的升高，牦牛ACE、HIF2α含量有逐渐降低趋势，EPO随着海拔的升高其含量基本没有变化，但是与低海拔牦牛、平原地区的黄牛比较，血液中低氧因子含量还是相对较高。

牦牛；不同海拔；低氧因子；测定

牦牛具有很强的生活能力,在青藏高原分布较广，对高海拔缺氧环境有独特的适应能力,在长期的自然选择和进化过程中，形成了一套它们独特的调控机制来适应高原的低氧环境，在生理、生化和形态学上已获得稳定的适应高原低氧的遗传学特征[1]。目前，关于高原土生动物牦牛的低氧适应的相关研究较少，本文对生活在青海不同海拔高度的牦牛血液中低氧诱导因子（HIF-2α）、血管紧张素转换酶（ACE）、促红细胞生成素（EPO）等低氧相关敏感指标

1 材料与方法

含量进行测定，同时与移居高原的青海大通黄牛、低海拔黄牛进行对比，旨在为进一步寻找高原土著动物牦牛低氧适应过程中的分子机制提供理论参考。

1.1 材料 血样采于西宁市裕泰畜产品有限公司屠宰车间，并确定牛的来源与产地。牦牛：平均年龄3～6岁，根据海拔高度分为3 000 m组、3 500 m组、4 000 m组及4 000 m以上组。移居黄牛：青海省大通县（海拔2 500 m）。低海拔黄牛：甘肃省平凉市（海拔1 300 m）。

1.2 方法 低氧相关因子检测：ELISA试剂盒购于上海将来生物有限公司，德国IBL公司产品。

1.3 生化指标检测 牦牛颈动脉放血处死时收集血液，置于肝素抗凝管中，3 000 r/min离心10 min后吸出上清液，进行血液生化指标测定，仪器型号：OLYMPUS AU400。

1.4 统计学处理方法 应用SPSS 17.0分析软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

随着海拔的升高HIF-2α、ACE、ACE2、EPO等血清含量将随着低氧程度的不同而改变。本试验分析结果表明，随着海拔的升高，牦牛ACE含量有逐渐降低趋势，但除3 500 m组与3 000 m组含量有显著性差异（P＜0.05），其余各组未见显著性差异,具体结果见表1和图1。牦牛血清ACE含量明显低于移居黄牛和低海拔黄牛，移居黄牛的明显低于低海拔黄牛含量，含量有显著性差异（P＜0.05）。牦牛ACE2血清含量明显高于低海拔黄牛,含量有显著性差异（P＜0.05）,与移居黄牛之间无显著性差异（P＞0.05）,两组黄牛之间也无显著性差异（P＞0.05），见图2。

HIF-2α含量与海拔相关,尤其是牦牛在4 000 m和4000 m以上组之间有显著性差异（P＜0.05）。而且牦牛血清HIF-2α含量明显高于移居黄牛和低海拔黄牛，有显著性差异（P＜0.05），两组黄牛之间无显著性差异（P＞0.05）。

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

图1 不同海拔高度牦牛血清低氧相关指标的含量比较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见显著性差异。牦牛血清EPO含量明显高于移居黄牛和低海拔黄牛,有显著性差异（P＜0.05），黄牛之间无显著性差异（P＞0.05）。

图2 不同牛品种间血清低氧相关指标的含量比较Fig.2 Comparison of serum hypoxia related indexes in different cattle breeds

3 结论与讨论

牦牛主要分布在青海、西藏、四川、甘肃等省区的海拔3 000 m以上地区。高海拔地区的低气压与低氧分压是一个主要的生态因子，严重影响着动植物的生存与发展，动物机体对不同程度的低氧有不同的适应方式，在轻或中度低氧环境中,通过整体水平代偿机制调节来适应低氧环境。高原世居动物对低氧适应并不太依赖于器官功能的变化，更重要的是通过对细胞代谢的调整和许多低氧因子诱导从分子水平上来适应高原低氧环境[1，4]。

本研究测定牦牛血液中这些低氧相关因子对于维持体内组织氧的高水平表达可能起到重要的调节作用。此次研究发现随着海拔的升高，牦牛ACE含量有逐渐降低趋势。ACE是对低氧较敏感的因子，ACE、ACE2共同调节体内AngⅡ等肽类物质的水平，对体内血压、体液和内环境稳定具有重要的调控作用。对高原低氧适应极佳的土著动物牦牛来说在遗传上已经形成了稳定的适应特征，血清中ACE含量趋于稳定或有降低趋势。

相关资料表明，HIF和EPO基因低氧高表达可能是低氧耐受动物低氧适应的分子基础[4-5]。此次测定发现牦牛血HIF-2α的含量与海拔相关，而且，牦牛血清HIF-2a含量明显高于移居黄牛和低海拔黄牛，这与机体低氧适应密切相关的组织中，随着海拔的升高，其含量增加的报道是相一致的。ACE、HIF-2α蛋白在牦牛血清中的表达与其组织低氧适应的生理特征吻合，这些发现对于从功能基因上揭示高原动物低氧适应的机理具有一定意义。各高海拔牦牛之间血清EPO含量无显著差别，这与EPO升高到一定数量后趋于稳定状态的相关报道一致；但与低海拔或平原地区的黄牛比较，血清EPO含量还是相对较高，这可能是牦牛为适应高原缺氧环境刺激而产生的一系列的代偿和适应性变化的表现。

牦牛的各种遗传性状及其种属特性，均在生长发育过程中表现出来。此次测定的是牦牛血液中的相关低氧因子的含量，血液是机体重要的内环境，内环境的恒定与机体代谢反应过程有着密切的关系，直接参与机体物质代谢、能量代谢和复杂的生化过程，有关牦牛生理、生化指标的测定有许多[2-3]，主要针对牦牛品种、品质属性和遗传差异，对于遗传适应方面的研究报道不多。本研究针对牦牛血液中低氧相关的因子进行相关测定，有望发现一些差异性问题，从而进一步探讨低氧因子对氧感受器—信号转导—缺氧相关基因表达途径在低氧适应机制中的作用。

参考文献

[1]韩树鑫，苟潇，杨舒黎.动物低氧适应的生理与分子机制[J].中国畜牧兽医，2010，37（8）：29-31.

[2]李春生.大通牦牛生理生化指标的测定[J].黑龙江畜牧兽医，2014，（2）：168-170.

[3]徐惊涛，魏雅萍，韩吉庆，等.青海省高寒牧区公牦牛19项生理生化指标的研究［J].青海畜牧兽医杂志，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

刘世明（1968-），男，本科，副研究员，主要从事高原医学、生物学相关工作。

国家973前期项目（项目编号：Pre-973-2012CB722506）