摘要
随着我国西部经济的发展，进入高原旅游、工作及学习的人群数量在逐年上升。高原环境的特点是低压、低氧、空气干燥、紫外线强及昼夜温差大等，其中低氧对人体的影响尤其显著。氧浓度的变化会影响机体生长发育、新陈代谢及血管生成等过程。氧是影响机体内环境稳态的重要因素，也是胚胎正常发育必不可少的元素。低海拔移居高原孕妇在缺氧环境中容易加重胎儿宫内缺氧，而宫内缺氧是胎儿发生心脏缺氧损伤的一个重要诱因。MicroRNAs 影响大多数生物过程，是心血管功能的关键调节因子。在心血管系统中， microRNAs 控制多种细胞的功能，例如心肌细胞、内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞的发育及功能。越来越多的研究发现， microRNAs 参与心脏相关疾病的生理病理过程。因此，microRNAs有望成为心脏缺氧损伤潜在的生物诊断标志物。目前，孕前移居高原孕鼠所生子代缺氧性心肌损伤相关的microRNAs研究未见报道。 研究目的： 1. 利用拉萨高海拔地理环境复制孕前移居高原孕鼠模型，初步探讨高原低氧对移居高原子代大鼠心肌组织的影响； 2. 研究缺氧性心肌损伤子代大鼠血清microRNAs的表达变化，并进行生物学分析； 3. 为移居高原子代缺氧性心肌损伤提供潜在的生物诊断标志物。 研究意义： 为高原低氧引起孕前移居高原孕妇所生子代心脏损伤发生的可能机制及防治原则提供理论基础。为高原地区的妇幼保健提供先进的诊疗手段。 研究方法： 1. 选取8只8周龄Wistar大鼠，6雌2雄，从成都（500 m）空运至西藏拉萨（3658 m）。将大鼠按雌雄比3:1随机合笼分为两组：高原吸氧组和高原缺氧组； 2. 高原吸氧组作为对照组，按 2 L/min的氧流量每日给予 24 h供氧；高原缺氧组在高原自然环境下饲养。待母鼠产子鼠后，记录两组子代大鼠 1 月龄时的实验数据，包括：血压、心率、心脏质量、心脏脏器指数、血清心肌酶以及心脏HE染色； 3. 通过上述 HE 染色及心肌酶结果，选择缺氧性心肌损伤较为严重的子代大鼠血样与对照组子鼠血样进行比较，并做microRNAs芯片分析，筛选两组间差异表达的microRNAs； 4. 上述差异表达microRNAs进行文献回顾等综合分析，筛选与心肌损伤相关的 microRNAs 并通过实时荧光定量 PCR 进行验证； 5. 利用靶基因预测软件 TargetScan、miRanda 和 PITA 对候选microRNAs进行靶基因预测。 研究结果： 1. 高原吸氧组和高原缺氧组子代大鼠 1 月龄时，高原缺氧组子代大鼠心脏质量显著高于高原吸氧组子代大鼠（P＜0.05）； 2. 高原吸氧组和高原缺氧组子代大鼠 1 月龄时，高原缺氧组子代大鼠血清中cTn-Ⅰ（心肌肌钙蛋白-Ⅰ）、CK（肌酸激酶）和 CK-MB（肌酸激酶同工酶）水平显著高于高原吸氧组子代大鼠（P＜0.05）； 3. 高原吸氧组和高原缺氧组子代大鼠 1月龄时，心脏 HE染色结果显示，高原吸氧组子鼠心肌细胞结构较为完整，无明显缺氧改变；高原缺氧组子代大鼠心肌细胞结构紊乱，炎性因子浸润，有大小不一空泡； 4. 利用基因芯片技术对外周血microRNAs进行检测分析，筛选出两组间差异表达的 microRNAs 共 669 个，其中下调的有348个，上调的有 321个。按|Fold Change|＞2且 P＜0.05的标准筛选出显著差异表达的microRNAs共27个，其中16个上调，11个下调； 5. 筛选出与心肌损伤相关的 miR-30a-5p，将其作为后续研究对象。实时荧光定量PCR结果表明，高原缺氧组子代大鼠血清miR-30a-5p 表达水平显著高于高原吸氧组子代大鼠（ P＜0.05），与芯片结果一致； 6. 利用 TargetScan、miRanda和 PITA预测 miR-30a-5p的靶基因，共预测到873个交集靶基因； 7. 对 miR-30a-5p的靶基因进行 GO功能和 KEGG通路分析。结果显示：泛素-蛋白酶体系统介导的蛋白质降解途径和自噬在GO功能和KEGG代谢通路中均被富集，且参与心脏的发育和功能的维持。提示 miR-30a-5p 可能通过泛素-蛋白酶体系统介导的蛋白质降解途径和自噬在缺氧导致的心肌损伤中发挥重要作用； 8. NEDD4、UBE2G1、NEDD4L、UBE2D3、WWP1、ATG5、BECN1、NRBF2和C9ORF72可能是miR-30a-5p参与调控心肌损伤的重要靶基因。 研究结论： 高原低氧环境可引起移居高原子代大鼠发生缺氧性心肌损伤，而与心肌损伤密切相关的 miR-30a-5p 可能在子代大鼠缺氧性心肌损伤过程中发挥重要作用，miR-30a-5p 有望成为缺氧性心肌损伤潜在的生物诊断标志物。
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