高海拔吸纯氧对大鼠肺脏转录组学差异分析

摘要

目的 探讨海拔10 000 m吸纯氧对大鼠肺组织转录组学的影响。方法 选取60只SD大鼠随机分成正常对照组、海拔10 000 m吸空气组、海拔10 000 m吸纯氧组。正常对照组大鼠在常压状态下吸空气4周。其余大鼠被放入特制的低压高氧舱内（海拔高度10 000 m） 8 h/d,连续4周。海拔10 000 m吸纯氧组大鼠在进入高氧舱内的同时吸入纯氧。海拔10 000 m吸空气组大鼠仅吸入空气。检测大鼠的生存率、氧分压[p（O₂）]、二氧化碳分压[p（CO₂）]、左肺湿干质量比值、肺体质量比值,制作肺组织切片并进行病理形态学分析,并且取大鼠肺组织进行转录组学测序,筛选差异表达基因（DEGs）进行GO和KEGG富集分析,构建PPI互作网络。结果 海拔10 000 m吸空气大鼠全部死亡,肺组织出现严重损伤,炎症评分显著增加（P<0.01）;而海拔10 000 m吸纯氧的大鼠全部存活,并且海拔10 000 m吸纯氧的大鼠p（CO₂）、p（O₂）、肺湿干质量比、肺体质量比与正常对照组相比均无明显差异,肺组织结构出现轻度损伤,炎症评分显著降低（P<0.01）。此外,与正常对照组比较,转录组分析筛选出205个DEGs （上调基因149个,下调基因56个）,主要分布在细胞、细胞器和细胞膜结构上;生物学过程主要聚类在细胞过程、对刺激的反应、生物过程的调节等;而分子功能主要富集在结合、催化活性、信号转导活性、分子转导活性、核酸结合转录因子活性等。KEGG富集分析表明上述DEGs分布于免疫调节、炎症反应、自然杀伤细胞介导的细胞毒性等信号通路。结论 海拔10 000 m吸纯氧（8 h/d,连续4周）既能有效避免出现高空缺氧,也不会造成氧中毒导致严重的肺损伤。本研究为航空航天条件下的高空作业防护评价提供参数、依据和指南。

关键词

高空飞行 / 吸纯氧 / 肺组织转录组学 / 差异表达基因