移居高原不同时间健康人群血液HIF-1α、VEGF、EPO水平的变化及意义※

赵　振，多　杰

(青海省人民医院呼吸科，西宁 810007)



移居高原不同时间健康人群血液HIF-1α、VEGF、EPO水平的变化及意义※

赵振，多杰*

(青海省人民医院呼吸科，西宁 810007)

摘要目的检测移居高原不同时间健康人血液HIF-1α、VEGF 、EPO水平的情况，并探讨其意义。方法选取移居高原(平均海拔4，200m)健康汉族120例及平原(平均海拔400m)健康汉族30例。分为移居高原1周组、1月组、1年组、5年组及平原组五组，每组各30例。采用ELISA 法及real-time PCR法分别检测各组血液中HIF-1α、VEGF、EPO的蛋白及mRNA表达水平，并行相关意义分析。结果移居汉族不同时间组HIF-1α、VEGF及EPO的表达均高于平原组(P<0.05)，随高原低氧暴露时间的逐渐延长移居汉族HIF-1α水平逐渐下降(P<0.05)，VEGF、EPO水平则随时间延长呈进行性升高(P<0.05)；HIF-1α、VEGF、EPO的mRNA表达水平与其血清蛋白表达水平的变化趋势一致。结论移居高原不同时间健康人群血液VEGF及EPO水平与HIF-1α的表达变化并不完全一致。

关键词高原时间HIF-1αVEGFEPO

EXPRESSIOINS AND SIGNIFICANTS OF BLOOD HIF-1α，

VEGF AND EPO IN HEALTHY PEOPLE IMMIGRATING TO HIGH

ALTITUDE AT DIFFERENT TIME※

Zhao Zhen，Duo Jie*

(Respiratory Department of Qinghai Provincial People′s Hospital，Xining，810007)

Abstract ObjectiveTo investigate the expressions of blood hypoxia inducible factor-1α(HIF-1α)，vascular endothelial growth factor(VEGF)and Erythropoietin(EPO)in healthy people who immigrating to high altitude at different time，and discusses their clinical significance.Methods 120 Han people immigrating to high altitude and 30 Han people in low altitude area were selected and divided into five groups，immigrating 1 week group，1 month group，1 year group，5 year group and low altitude group，with 30 persons in each group.HIF-1α，VEGF and EPO protein and mRNA levels were measured using ELISA and real-time PCR methods，and analyzed the related significance.Results The levels of HIF-1α，VEGF and EPO in people who immigrating to high altitude at different time were all higher than those in low altitude group.The levels of HIF-1α in Han populations immigrating to high altitude were decreased gradually with the exposure time(P<0.05).Levels of VEGF and EPO in immigrating Han populations were increased gradually with exposure time(P<0.05).HIF-1α，VEGF and EPO mRNA expression changed in a similar manner as their protein expressions.Conclusions The levels of blood VEGF and EPO in healthy people immigrating to high altitude at different time were not changed in a similar manner as the HIF-1α expression.

KeywordsHigh AltitudesDifferent TimeHIF-1αVEGFEPO

在机体的低氧调节适应过程中，低氧诱导因子1α(Hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α)、血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)及促红细胞生成素(Erythropoietin，EPO)扮演着十分重要的角色。目前，关于HIF-1α、VEGF及EPO的研究主要集中在急慢性高原病及肿瘤等方面，而对于移居高原不同时间下健康习服和适应人群HIF-1α、VEGF及EPO表达变化规律的研究角度不一。本研究通过检测移居高原不同时间下健康汉族HIF-1α、VEGF及EPO的mRNA及蛋白表达水平，并与平原健康汉族做对照，初步明确其表达意义。

1材料与方法

1.1研究对象

选取移居青海省果洛藏族自治州(平均海拔4，200m)健康汉族120例及平原(西安地区，平均海拔400m)健康汉族30例。分为五组：移居高原1周组、1月组、 1年组、5年组及平原组，每组各30例。以上各组人群年龄、性别比例无统计学差异，无吸烟、饮酒史，无心、肺、脑、肝、肾等基础病史，经常规体检(行血常规、肝功、肾功、胸片、心电图、肺功能等检查)证实身体健康，所有实验参与者均知情同意并签字。

1.2研究方法

1.2.1主要仪器及试剂

450 nm 分光光度计 ( 北京元业伯乐科技发展有限公司 )，ABI7500 荧光实时定量仪( 美国 ABI 公司 )，DU800核酸蛋白仪(BECKMAN德国)，冷冻离心机(BECKMAN德国)，人HIF-1α、VEGF 、EPO ELISA检测试剂盒(武汉优尔生科技股份有限公司)，血液RNA 提取试剂盒及反转录试剂盒(北京天根生物制剂有限公司)，2×SYBR Premix Ex Taq(美国ABI公司)。

1.2.2检测标本

所有受试者于清晨空腹状态下抽取肘前静脉血5 mL，离心(4℃，3000r/min)15 min，分离血清，将血清和血细胞分别编号置于液氮罐保存。

1.2.3引物浓度及序列(表1)

表1人血液HIF-1α、VEGF、EPO及内参基因β-actin引物浓度及序列

Table 1 Primers sequences of HIF-1α，VEGF，EPO and β-actin

1.2.4血清HIF-1α、VEGF及EPO蛋白水平检测方法

采用酶联免疫吸附法(ELISA)。

1.2.5血液HIF-1α、VEGF及EPO mRNA水平检测方法

首先采用离心柱法提取血液总RNA，并逆转录合成第一链cDNA。Real-time PCR反应体系(20μL体系)为：2×SYBR Select Master Mix 10 μL，第一链cDNA 2 μL，上下游引物各0.4 μL，灭菌双蒸水7.2 μL。实验在ABI7500荧光实时定量PCR仪中进行，每个样品设3个重复孔，目的基因与内参基因的PCR反应条件一致， 50 ℃ 2 min， 95 ℃ 10 min，95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，40个循环，ABI Prism7500软件采集数据，采用2-△△Ct法分别计算HIF-1α、VEGF及EPO mRNA表达水平。

1.2.6统计学方法

2结果

2.1血清HIF-1α、VEGF及EPO蛋白表达水平(表2)

Table 2±s)

注：*与平原组比较P<0.05；△与移居1周组比较P< 0.05；☆与移居1月组比较P< 0.05；★与移居1年组比较P< 0.05.

表2显示，移居汉族不同时间组血清HIF-1α、VEGF及EPO的表达水平均高于平原组；随高原低氧暴露时间的逐渐延长移居汉族血清HIF-1α水平逐渐下降(P<0.05)；血清VEGF、EPO水平则呈进行性升高(P<0.05)。

2.2血液HIF-1α、VEGF及EPO mRNA表达水平(表3)

Table 3±s)

注：*与平原组比较P<0.05；△与移居1周组比较P<0.05；☆与移居1月组比较P<0.05；★与移居1年组比较P<0.05.

表3显示，各组血液HIF-1α、VEGF及EPO的mRNA表达水平与其血清蛋白表达水平的变化趋势基本一致。

3讨论

已知HIF-1参与了机体众多与氧平衡调节有关的生理过程，低氧条件下，HIF-1α降解途径阻遏，并与HIF-1β结合，从而引起机体一系列的生理反应，维持机体的氧代谢平衡[1]。由HIF-1α调节转录的下游基因有EPO、VEGF基因等，它可通过调控下游基因转录，引起组织细胞对低氧产生一系列适应性反应，包括促进血管生成、红细胞生成、调节血管舒缩功能等[2-3]。

本研究结果显示，当人急进高原时，由于空气中氧含量的急剧下降，组织细胞内的氧分压明显降低，从而刺激机体HIF-1α的表达升高，以维持机体的氧平衡，随着移居高原时间的逐渐延长，HIF-1α的表达水平逐渐降低，在1月即刻起即会出现明显下降，并且随时间推移越来越低。其原因是由于随着低氧暴露时间的逐渐延长，即慢性低氧可下调HIF-1α的基因表达水平[4-5]，从而使机体耐受低氧的能力逐渐下降。

VEGF是最为关键的血管生长促进因子[6]，低氧是VEGF表达的最主要调节因素之一，VEGF表达增高可使血管扩张、新生，组织血管密度增高，以增加局部组织血供，改善组织缺氧。本研究结果显示，移居汉族的VEGF表达水平随时间的延长呈进行性增高，这是机体适应高原低氧的结果，但VEGF的过度表达可导致组织长期淤血，血管新生使组织结构变化，出现病理状态，导致慢性高原病的发生，这在一定程度上为移居汉族随高原居住时间的逐渐延长慢性高原病发病率较高提供了一定论据。

EPO与其受体结合作用于血管内皮细胞，使它发生增生和迁移，在人体组织抵抗缺氧、组织细胞抵抗凋亡等方面发挥作用[7]。还有研究发现，EPO参与了血管生成，并且EPO在其中发挥的作用与VEGF类似[8]，在新生血管的产生过程中，EPO发挥了重要作用，可以看作是一个促血管生成因子。当机体暴露于高原环境时，低氧刺激肾脏及肾外低氧感受器，诱导HIF-1α的表达，从而调控EPO的合成，使其释放增加，进而引起红系增殖，这也是机体自适应低氧环境的重要因素。但若长期处于严重低氧环境，机体诱导EPO生成的因素会持续存在，使体内的EPO持续高表达，导致红细胞异常增殖、血液粘滞度增高，形成了“缺氧-红系增生-血液淤滞-加重缺氧”的恶性循环，引起红细胞增多症及其他衍生疾病。本研究结果显示，移居汉族的EPO水平随时间的延长呈进行性增高，说明移居汉族随高原居住时间的逐渐延长，在适应高原低氧环境的同时，红细胞增多症的发生率也可能会逐渐升高。

已知HIF-1α是VEGF及EPO的上游调控基因，可诱导VEGF及EPO的表达。但本研究发现，VEGF及EPO的表达并不完全与HIF-1α的水平变化一致。随着移居高原时间的延长，HIF-1α的水平进行性下降，而VEGF及EPO的表达则逐渐升高，其原因可能为[9-11]，VEGF及EPO表达除了受HIF-1α调控外，也受到HIF-2α的调控。HIF-2α在低氧条件下能稳定表达，是血管生成[9]、调节EPO产生和红细胞生成[10]的核心分子，在维持细胞氧平衡过程中可部分代替HIF-1α的作用[11]。低氧条件下VEGF及EPO的表达没有随着HIF-1α表达水平的降低而下降，可能是由于HIF-2α上调了VEGF及EPO的表达，但具体机制有待于进一步研究。

综上所述，本课题通过对移居高原不同时间下健康习服和适应汉族人群HIF-1α、VEGF及EPO表达水平的研究，在一定程度上为移居人群容易罹患各类慢性高原疾病提供了论据，也为高原低氧适应机制的进一步研究以及急慢性高原病的防治提供了思路。

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收稿日期2015-03-04

DOI：10.13452/j.cnki.jqmc.2015.04.002

中图分类号R363.1

文献标识码A

※：青海省卫计委医药卫生科研指导性计划项目(2012)

赵振(1981~)，男，汉族，山东籍，硕士，主治医师.*：通讯作者，青海省人民医院呼吸科