细胞报告:揭示高原鼠兔适应青藏高原低氧环境的新机制

哺乳动物肺表面活性物质(PS)的结构和成分对维持肺气体交换和机体起着重要作用。肺表面活性物质的异常组成和结构变化与高原肺水肿、各种呼吸综合征、哮喘等呼吸系统疾病密切相关。高原鼠兔是青藏高原特有的小型哺乳动物，也是维持高原生态系统稳定的关键物种。广泛分布于海拔3200-5200m的高山草甸和草原，其栖息地大气中的平均含氧量约为172.6 g/m3，对严重缺氧环境有较强的适应能力。

近日，中国科学院西北高原生物研究所张同佐研究组与青海大学魏登邦研究组、中国科学院昆明动物研究所师鹏研究组合作。在《细胞报告》上，他发表了一篇题为《高海拔高原鼠兔(Ochotona curzoniae)肺泡上皮细胞生长血液氧化中表达的一种同传性化学红蛋白》的研究论文。本研究在高原鼠兔的肺表面活性物质中发现了高含量的同型四聚血红蛋白。本研究鉴定了该蛋白的编码基因及其在肺组织中的表达特征和水平，以及该蛋白合成和分泌的细胞、在肺表面活性物质中的相对含量及其在肺组织中的功能。结果表明，高原鼠兔肺组织中的同型四聚血红蛋白由HBD()合成，并在高原鼠兔肺组织中特异性表达。缺氧显著上调HBD的表达。在高原鼠兔的型和型肺泡上皮细胞中特异性表达，由板层体分泌到肺泡腔内，成为肺表面活性蛋白的主要成分。肺组织中HBD表达的抑制导致红细胞的增殖，血红蛋白和血液粘度的增加，以及血液中乳酸浓度的显著增加。该蛋白对高原鼠兔从低氧环境中获取氧气起着重要作用。本研究对肺表面活性物质的蛋白质组成和功能理论进行了重要补充，修正了血红蛋白只在红细胞中表达的旧观念，证明了血红蛋白的非红精表达和非协同表达理论。

本研究得到了国家、青藏高原第二次综合科学考察、青海省自然科学基金和中国科学院三江源国家公园联合研究项目的资助。

西北高原研究所揭示高原鼠兔适应青藏高原低氧环境的新机制。