极端低氧胁迫可导致糖脂代谢紊乱，使机体产生供能障碍，进而打破机体的内环境稳态。这种稳态严重失衡，会危及生命。那么，青藏高原动物如何通过调控糖脂代谢平衡，维持充足能量供应，从而适应在极端低氧环境生存需求的？近日，中国科学院动物研究所研究团队，利用隼型小鼠模型破解了青藏高原动物维持糖脂代谢稳态的新机制。
此前，研究团队在快速拓殖并适应青藏高原环境的猎隼中，发现了变异的“明星”基因——EPAS1。该基因作为低氧诱导因子，在物种适应高原低氧环境过程中发挥重要作用。EPAS1既参与糖代谢调节，也参与脂代谢调节。因此，研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，构建了携带猎隼EPAS1基因突变的隼型小鼠模型，以探究低氧下的糖脂代谢调控模式。
研究团队将隼型小鼠和野生型小鼠置于10%O2浓度的慢性低氧环境中（相当于海拔5000米以上），并利用呼吸交换率（RER）评估小鼠在低氧下的糖脂代谢偏向性。结果显示，经低氧处理，隼型小鼠的RER值没有显著波动，而野生型小鼠的RER值在低氧处理后显著降低，这说明隼型小鼠在低氧下具有维持糖脂代谢平衡的能力。研究团队进一步通过分子与细胞实验、肝脏代谢组学和转录组学整合分析，揭示了该现象背后的遗传学机制。由于隼型EPAS1蛋白与伴侣蛋白ARNT的亲和力下降，与调节其降解的pVHL蛋白的作用增强，从而降低了隼型EPAS1蛋白的活性，钝化了低氧反应。
这一功能改变，影响了下游糖脂代谢相关基因和代谢物的表达，使隼型小鼠在低氧下的葡萄糖、脂肪酸等主要代谢物更快恢复至常氧水平，有效避免了因代谢失衡导致的单一能量底物过度消耗或异常堆积。隼型小鼠这种更具优势的糖脂代谢模式，在青藏高原野生猎隼种群中也得到了验证。研究团队提出了呼吸、摄食、运动等行为可塑性对低氧下维持糖脂代谢稳态的重要贡献。隼型小鼠在低氧下维持糖脂代谢稳态具有重要进化意义，即体重在低氧下恢复的更快，体内的氧化应激反应更低。同时，在4%O2浓度的急性低氧环境下，隼型小鼠的生存时间比野生型小鼠更长，生存率也更高。
该研究通过对低氧胁迫下跨物种基因的糖脂代谢稳态遗传机制研究，实现了从基因转录到代谢，从细胞到个体，从模式动物到野生动物的高原低氧适应代谢研究系统。团队下一步将推动糖脂代谢调控系统应用于疾病诊疗和药物研发。
近期，相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院、英国皇家学会等的支持。
论文链接
隼型小鼠模型构建及其在低氧下的生理表征
城区学校在开展劳动教育时常常面临劳动教育资源不足、劳动场地受限等问题。长沙市长郡芙蓉中学是—所城区学校，校园面积仅29亩，学生达到2100余人。为了满足学生的劳动实践需求，学校在建设和 中国教育报-中国教育新闻网青岛11月11日讯（记者 刘淼）记者从今天举行的青岛市基础教育扩优提质新闻发布会上获悉，青岛市教育系统近年来加快构建学位充足、布局合理、资源优质的基础教育公共服务 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 张昕妍 记者 余闯）近日，北京教育科学研究院基础教育教学研究中心牵头，京津冀三地教研部门联合在京举办青年教师同课异构教学展示活动。活动深入贯彻落实全国 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 阳锡叶）近日，湖南省教育厅印发《岳麓山大学城高校学分互认、后勤共保、设施共用实施方案（试行）》，进一步拓宽岳麓山大学城高校（中南大学、湖南大学、湖南师范大学 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 方梦宇）近日，由教育部学校规划建设发展中心主办，合肥工业大学承办的2024国际产学研用合作会议新能源与智能网联汽车研讨会在合肥召开。来自国内外知名高校、企 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 张迎春 陈卫炉 记者 李柯）11月2日，由长三角职业教育产科教创新联盟与奉贤区科学技术协会共同主办的“长三角新质生产力与绿色智造学术研讨会暨2024长三角职 。本文链接：科研人员发现响应低氧的代谢调控新机制http://www.sushuapos.com/show-12-2272-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 科研人员研发出兆焦级10kA载流迫流冷却高温超导储能磁体系统
下一篇： 如何向更加“卓越”迈进