基于心肌、骨骼肌组织线粒体结构功能研究生长期牦牛适应性低氧耐受的机制

本项目依托青藏高原的特殊地域优势，拟选择两个海拔梯度不同生长期（1日龄、30日龄、60日龄、180日龄）牦牛作为研究对象，在前期研究工作的基础上进一步应用光学显微镜分析心肌、骨骼肌血管密度与肌组织中HIF-1α表达的水平；应用透射电镜对心肌、骨骼肌线粒体立体形态学指标进行定性和定量分析；对心肌、骨骼肌线粒体标志酶活性进行测定。研究成果对牦牛心肌、骨骼肌线粒体结构、标志酶功能特点，探讨肌组织中HIF-1蛋白表达水平研究肌组织线粒体氧和能源物质交换的能力与关系,从发育学角度揭示不同海拔梯度牦牛肌线粒体对青藏高原极端环境压力下生态适应的生物学机制。

本研究内容分为三部分。第一部分：选择不同海拔梯度牦牛和高原黄牛作为研究对象，应用组织学、酶联免疫分析和透射电镜技术对不同海拔梯度牦牛低氧适应的组织形态学、线粒体结构和酶学特征进行研究。结果显示随着海拔梯度的升高，牦牛心肌、骨骼肌线粒体标志酶SDH及ATP的表达量增加；而COX对海拔梯度不敏感；随海拔高度升高，牦牛心肌、骨骼肌肌纤维直径变细，表面积密度增大；牦牛心肌、骨骼肌线粒体体积增大，面数密度亦显著增加；心肌、骨骼肌胶原纤维含量随海拔高度升高而增加。.第二部分：选择不同生长期（1日龄、1月龄、3月龄、6月龄）犊牦牛，应用酶联免疫分析、分子生物学、透射电镜技术、免疫组织化学方法对不同发育期牦牛组织形态学、线粒体形态结构、标志酶功能特点进行分析研究。结果显示：不同发育期牦牛组织COX、SDH及ATP活性保持在相对稳定的水平；生长发育阶段牦牛出生1日龄心肌组织及1月龄骨骼肌组织SDH亚基、COX亚基mRNA转录水平均表现为上调表达；不同发育期牦牛肌纤维直径随着年龄的增长逐渐增粗，肌纤维表面积密度随着年龄的增长逐渐变小；犊牦心肌、骨骼肌组织中血管内皮生长因子（VEGF）和微血管密度（MVD）含量随着年龄的增长均表现为逐渐增加的趋势；随年龄的增长犊牦牛心肌线粒体表现为体积逐渐减小，数量逐渐增多，体积密度逐渐增加的特点；随年龄的增长犊牦牛骨骼肌线粒体平均截面积和平均体积表现为上升的趋势，但是1月龄降到低点，面数密度表现为先升高后降低的特点，而体积密度表现为随年龄增长而增加。.第三部分：选择不同海拔梯度犊牦牛（3月龄）为研究对象，结果显示：高海拔犊牦牛组织线粒体SDH、COX活性均高于同龄的低海拔牦牛；高海拔牦牛心肌组织主要表现为心肌纤维直径细，表面积密度大、心肌组织VEGF和MVD大的遗传学特点。随着海拔梯度的增加心肌线粒体平均体积增大，面数密度和体密度增加的特点；高海拔犊牦牛大脑组织中COX、SDH亚基表达量均高于低海拔犊牦牛，表明线粒体COX、SDH亚基mRNA变化与组织和海拔梯度有关。