《青海沙蜥和紅尾沙蜥對高原低氧的適應機制研究》是依託蘭州大學，由陳強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：青海沙蜥和紅尾沙蜥對高原低氧的適應機制研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：陳強
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人和動物的低氧適應機制研究具有重要的科學意義和套用價值，有關爬行動物低氧適應機制的報導很少。紅尾沙蜥垂直分布可達5000m以上，是全球分布最高的爬行動物，青海沙蜥也可達4500m。這兩種蜥蜴的生理生態學研究目前幾乎是空白。我們近期的研究已經證實這兩種沙蜥在血紅蛋白結構、血紅蛋白氧親和力以及心肌毛細血管密度等方面與低海拔地區的荒漠沙蜥有顯著差異。本項目擬從形態、生理、生化和分子生物學等方面研究這兩種沙蜥對低氧的適應機制。計畫選擇紅尾沙蜥的一個種群和青海沙蜥的三個不同海拔高度的種群，從以下方面開展研究，包括心肺結構、血液和血紅蛋白特性、代謝率和代謝相關酶的活性以及低氧回響基因和蛋白因子的表達等，通過種內和種間的比較分析，找出與低氧適應相關的特性。本項目的研究將有助於進一步豐富和完善動物對低氧適應機制的理論體系，也為高原醫學的研究和發展提供參考。本項目的成果預計可發表SCI論文6篇以上。
結題摘要
本項目嚴格按照申請書計畫開展相關實驗，我們採集青海沱沱河地區的紅尾沙蜥、青海、甘肅的青海沙蜥多個種群以及甘肅民勤地區的荒漠沙蜥作為研究對象，比較分析了這幾種沙蜥的形態特徵、體溫選擇、血常規參數、線粒體呼吸速率，質子漏、部分代謝酶活性、氧自由基生成速率、代謝相關基因表達以及血紅蛋白結構和功能等多個方面，多學科交叉研究了紅尾沙蜥、青海沙蜥對高原低溫低氧環境的適應特徵，主要研究結果：①發現紅尾沙蜥具有較低的體溫選擇、線粒體代謝以及代謝調控基因表達水平均顯著低於低海拔的荒漠沙蜥，我們推測這種較低的體溫與代謝水平是其長期適應高原低氧和低溫環境的結果；②低氧能夠引起爬行動物選擇體溫的下降和引起代謝率的改變，並能對爬行動物生理性體溫調節產生影響，例如升溫速率的改變和心率滯後現象的消失；③生活在高海拔缺氧環境中，紅尾沙蜥的無氧代謝能力沒有得到增強，提示其不依賴無氧代謝作為主要的供能方式。LDH在葡萄糖的無氧代謝中發揮著重要的作用；④不同海拔青海沙蜥在應對氧化應激所表現出的適應性調節能力上存在組織差異性，並且，長期的低氧馴化可以使青海沙蜥體內的氧化損傷程度顯著增強，同時各抗氧化劑水平也得到不同程度的上升；⑤血紅蛋白含量和紅細胞數目的變化是紅尾沙蜥適應高原低氧環境的方式之一，這種機制可以使生物體具有更多的氧氣載體分子，在低氧環境中，血液可以攜帶更多的氧氣供組織利用。較高的血紅蛋白氧親和性也是紅尾沙蜥適應高海拔低氧環境的有利的進化的結果。另外，我們推測β-珠蛋白中β2-珠蛋白是紅尾沙蜥血紅蛋白適應高原低氧環境的主要回響元件，具體機制還需進一步闡明。研究成果方面，本項目共完成子課題項目十餘項，共發表SCI論文10篇，核心期刊論文1篇，還有4篇論文處於審稿或修改狀態，近期將會陸續發表。在項目執行期，先後共培養6位博士研究生及17位碩士研究生。
