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血红素加氧酶-1(HO-1)是血红素降解的起始酶和限速酶,具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等生理作用。氧化应激、重金属、紫外照射、炎症介质等多种因素均可诱导HO-1的表达。在前期研究中,我们发现低氧处理斑马鱼胚胎后HO-1基因表达量显著增加。在此基础上,本论文对斑马鱼HO-1基因低氧适应功能及启动子进行了初步研究。斑马鱼HO-1基因编码272个氨基酸,HO-1结构与哺乳类HO-1结构基本相似,含有血红素加氧酶结构域和血红素结合标签。多重序列比对分析发现,斑马鱼HO-1氨基酸序列相对保守。利用Real-Time PCR,我们检测了HO-1基因在斑马鱼不同组织中常氧与低氧下的表达情况。研究结果表明,低氧可以诱导HO-1基因在脑、肝和鳃等多个组织中的表达量增加。低氧条件下敲降斑马鱼HO-1基因,发现敲降组较对照组发育延迟。用斑马鱼HO-ImRNA可以在部分程度上回复该发育异常现象。这些结果表明斑马鱼HO-1基因是低氧应答基因,在斑马鱼低氧适应过程中发挥重要作用。利用斑马鱼基因组DNA扩增出HO-1基因1765bp长度的启动子片段。序列分析表明,该启动子片段具有许多转录因子结合位点如：AP-1,CREBP,SOX5,STRE, GATA家族,HRE等。利用PCR技术扩增一系列启动子缺失片段,与pGL3-basic载体连接,构建重组质粒。将重组质粒转染鲤鱼上皮瘤细胞EPC。荧光素酶活性分析表明,在体外条件下启动子-1615/-740区域含有启动子活性的抑制元件,在-740/-220区域含有启动子活性的顺式激活元件。将启动子缺失片段与To12连接构建重组质粒,将重组质粒显微注射斑马鱼胚胎,在活体内进行启动子活性检测。结果表明,-1615/+150和-1215/+150启动子片段在体内转录活性最强。将启动子重组质粒与低氧诱导因子HIF-1α、HIF-3α的超表达质粒共转染EPC细胞。荧光素酶活性分析表明,HIF-1α的结合位点主要位于斑马鱼HO-1启动子序列-1215/-740区域,该区域含有正向的HRE位点。HIF-3α结合位点主要位于-740/-220区域,该区域中含有一个反向HRE位点。将HIF-1α/HIF-3α mRNA显微注射斑马鱼胚胎,使HIF-1α/HIF-3α超表达。Real-Time PCR分析发现,HIFs超表达组斑马鱼HO-1mRNA的表达量相对于对照组显著增加。这些结果表明斑马鱼HO-1基因的表达受HIFs的调节。