发布日期：2022-10-19
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肺表面活性物质具有降低肺泡表面张力、防止肺水肿和参与呼吸系统局部防御等功能，有助于肺泡的气体交换。肺部气体交换功能的维持，不仅与肺组织气体交换的总面积大小有关，而且与肺表面活性物质的组成和含量密切相关。高原鼢鼠是青藏高原特有的地下鼠，终生生活在完全密封严重缺氧的地下洞道中，深层洞道中氧气浓度低于喜马拉雅山顶。高原鼢鼠对其严重的缺氧生境具有极强适应力。
魏登邦教授团队对高原鼢鼠适应严重低氧环境的机制取得了原创性的发现，他们在高原鼢鼠的肺表面活性物质中发现了一种高含量的同源四聚体血红蛋白，该蛋白由血红蛋白β家族中胚胎型表达基因（γ基因）的旁系同源基因（γ-like）控制合成，γ-like基因是高原鼢鼠祖先钻入地下后，在长期的低氧胁迫下由γ基因复制后经结构变异形成的。γ-like基因上游具有肺组织特异性增强子和低氧调控元件，在肺泡上皮II型细胞中特异性表达，通过板层小体分泌到肺泡腔中，成为肺表面活性蛋白的主要成分，低氧显著上调该基因的表达。该同源四聚体蛋白显著增加了肺表面活性物质的溶氧量，增强了氧气从肺泡向血液扩散的速度，这是高原鼢鼠适应低氧环境的重要机制。这一发现对肺表面活性物质蛋白成分和气体交换功能有了前所未有的认识，对血红蛋白的“非红系表达”，“协同性表达”，以及血红蛋白β家族基因结构和进化理论增加了新的内容，对肺表面活性物质药物制剂提供了新的思路。
项目受到“中国科学院、青海省人民政府三江源国家公园联合研究专项课题2020年度项目《高原鼢鼠和高原鼠兔肺表面活性物质特殊血红蛋白的功能研究》，项目编号：LHZX-2020-01-05”和“国家自然科学基金项目《高原鼢鼠肺表面活性物质的特异性及控制其合成相关基因的进化和表达》，项目编号：31860606”的资助。
研究成果于2022年3月15号以“A New Homotetramer Hemoglobin in the Pulmonary Surfactant of Plateau Zokors (Myospalax Baileyi)”为题发表于Frontiers in genetics (IF=4.772)。
文章doi：https://doi.org/10.3389/fgene.2022.824049
文章链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2022.824049/full
