随着海拔高度的增加，大气压降低，氧分压随之下降，低压缺氧成为危害机体机能活动的主要因素。中枢神经系统极度依赖有氧氧化提供能量。低压缺氧首当其冲地威胁其机能活动，甚至生存，成为制约机体适应高原环境的主要因素。如何防治高原低压缺氧神经损伤、增强神经元耐受低压缺氧能力是高原医学面对的重大问题。预适应是生物界中普遍存在的生物自我保护机能。预先给予机体一个轻、中度的短暂刺激，间隔一段时间后，机体适应能力增强，能耐受更加严重持久的刺激。我们推测，如果预先给予机体短时间的中度低压缺氧预处理，同样能够诱导神经元产生低压缺氧预适应，减轻低压缺氧对神经元的损伤作用。晚期预适应可能是通过基因及蛋白表达的变化得以实现的，弄清楚这些基因和蛋白，对于阐明低压缺氧预适应的机制和提高低压缺氧习服适应能力具有重要意义。本课题就这一问题进行了研究。课题共分三部分，在第一部分，观察了低压缺氧预处理(Hypobaric hypoxic pretreatment, HHP)对小鼠海马神经元的保护效应。将近交系BABL/C小鼠放入减压舱，模拟海拔7000米高度减压2.5小时/天，共三次。第三次减压毕36小时后，观察严重低压缺氧(12000米4小时)，严重缺血(双侧颈总动脉阻塞18分钟)，低压缺氧合并缺血(结扎右侧颈总动脉后，低压缺氧8000米4小时)及培养海马组织缺氧缺糖(Oxygen Glucose deprivation，OGD)对低压缺氧预处理及正常对照小鼠海马神经元的损伤情况。结果发现，7000米2.5小时低压缺氧预处理对小鼠海马无显著损伤，但能够诱导小鼠海马神经元产生晚期预适应，显著增强海马神经元耐受严重低压缺氧、严重缺血、低压缺氧合并缺血以及缺氧缺糖损伤的能力。在这一部分，成功建立了低压缺氧晚期预适应小鼠动物模型。在第二部分，应用SMART PCR cDNA合成和抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH)技术探索了低压缺氧晚期预适应小鼠海马基因表达的差异。建立小鼠低压缺氧晚期预适应模型后，提取海马总RNA，SMART PCR 合成cDNA，经抑制消减杂交，建立消减cDNA文库。随机挑取文库单克隆，用反向Northern杂交，分别对来自于正、反向文库的452个和74个克隆进行了筛选。用消减探针杂交，对照组有85个克隆的OD值大于预适应组2倍以上，预适应组有217个克隆的OD值大于正常对照组2倍以上。用未消减探针杂交，正常对照组有44个克隆的OD值大于预适应组2倍以上，预适应组有135个克隆的OD值大于正常对照组2倍以上。将其中的33个克隆片段测<WP=9>序，核酸数据库检索。除1个cDNA片段相似93%以外，其它均大于95%，均为已知基因。小鼠线粒体细胞色素C氧化酶亚单位1，线粒体NADH脱氢酶亚单位1和6表达增加。小鼠DSS1和克隆号IMAGE:3582855的基因表达增加。有2个低表达基因与克隆号为IMAGE: 3593193及来自成年雄性小鼠嗅脑的一个cDNA高度相似。另一个低表达基因与小鼠bladder RCB-0544 MBT-2 cDNA高度相似。在第三部分，应用蛋白质双向电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)及质量指纹谱分析技术，对低压缺氧晚期预适应小鼠海马总蛋白质以及线粒体蛋白质进行了分离和鉴定。建立小鼠海马低压缺氧晚期预适应动物模型后，用含尿素的细胞裂解液提取海马总蛋白质以及线粒体蛋白质。经等电聚焦，两次平衡，SDS-PAGE电泳，考马斯亮蓝R250染色。用PDQuest软件对两组图谱比较，在正常对照组和预适应组海马总蛋白双向电泳图谱上，分别检测到481±38和477±21个点，匹配点为169±6个。其中预适应组比对照组增高大于2倍的有33±10个点，降低大于2倍的有21±12个点。电泳图谱上两组之间对应点表达量的平均相关系数为0.7748±0.0267。统计分析发现有12个点具有显著性差异(P<0.05，n=4)。切取表达增高的蛋白质点后，进行脱色、胰蛋白酶酶切、提取肽片段。送国家生物医学分析中心进行MALDI-TOF-MS检测。对12个表达增加的蛋白点进行了肽质量指纹图谱分析。其中8个蛋白点得到相应的肽质量指纹图谱。数据库检索显示其中一个为果糖二磷酸醛缩酶。有3个在蛋白质数据库中没有检索到与之相匹配的任何蛋白，可能为新蛋白。另外4个可找到部分匹配的蛋白质，但分子量和等电点相差悬殊，难以确定其种类，它们可能与这些蛋白具有同源性。小鼠海马线粒体蛋白质双向电泳图谱蛋白斑点明显少于总蛋白。检测到的蛋白质斑点数，对照组为190±49个蛋白质点，低压缺氧预适应组为170±21个蛋白质点，匹配点平均59±12个 。在低压缺氧预适应组表达量比对照组增高1.5倍以上的蛋白质点平均20±8个，降低1.5倍以上的蛋白质点平均16±6个，绝大部分蛋白质点相差没有超过1.5倍。以上结果表明，低压缺氧预处理可以诱导小鼠海马产生晚期预适应。预适应后小鼠海马多种基因和蛋白质表达发生了改变，可能是产生低压缺氧晚期预适应的重要机制。低压缺氧晚期预适应过程中，线粒体编码的基因表达增加，可能在低压缺氧晚期预适应中起着重要作用。线粒体是细胞能量生成和供应的重要中心，这些基因直接参与和控制这一过程。低压缺氧晚期预适应时这些基因表达增加可能具有增强线粒体呼吸功能的作用。我们推测可能通过如下机制发挥作用，在严重低?