动物生活在大气压、氧分压和气温较低,紫外线强烈而干燥的高原环境中容易引发各种急性、慢性高原病。研究高原低氧环境适应性对于人类适应高原环境、开发利用高原资源具有重要意义。藏绵羊主要分布在海拔3,000~5,000米的青藏高原及其毗邻地区,2016年底,仅西藏和青海地区的绵羊存栏量便已超过2200万只以上。藏绵羊是适宜高寒牧区发展的特殊畜种之一,也是青藏高原地区农牧民主要的经济来源之一。长期的生活繁衍已使藏绵羊对高寒低氧的环境有了很好的适应能力,经过长期的自然选择和人工选择,藏绵羊在生理、生化等各方面指标都具有了稳定的遗传特性。藏绵羊也是理想的高原低氧实验动物。线粒体是真核细胞中的能量“加工厂”,催化代谢反应,是有氧呼吸的主要场所。它不仅参与细胞的氧化磷酸化、三羧酸循环等新陈代谢,产生各种细胞功能所必需的能量,还在细胞内钙稳态的维持、信号传递和细胞凋亡的调控等诸多生理生化过程中发挥着重要作用。线粒体的融合和分裂调控线粒体的形态,而线粒体的形态和结构的完整,尤其是嵴结构的完整直接影响着线粒体的功能。对藏绵羊高原低氧适应性的研究大多集中在分子调控机制及组织学、形态学、生理学和解剖学等方面,而对其线粒体超微结构的特异性研究较少。本研究以藏绵羊和小尾寒羊为研究对象,应用实时荧光定量PCR技术、免疫组织化学技术、免疫电镜技术和酶联免疫吸附实验技术对藏绵羊不同组织中OPA1和Mic60基因和蛋白的表达进行了定位和定量的研究,并结合各个组织中线粒体超微结构进行比较研究,以期揭示藏绵羊适应高原低氧环境的生理机制,为藏绵羊对高原低氧环境的适应机理提供理论依据,为高原医学的发展提供基础数据。主要研究结果如下:1.OPA1、Mic60基因在藏绵羊和小尾寒羊的心脏、肾脏、脾脏和肌肉4种组织中均有表达,并表现出明显的组织差异性和品种差异性。OPA1、Mic60基因在脾脏中的表达量显著低于其在心脏、肾脏和肌肉3种组织中的表达量。藏绵羊心脏、肾脏、脾脏和肌肉4种组织中OPA1、Mic60基因的表达量均高于小尾寒羊(p<0.05)。2.OPA1、Mic60基因的表达对线粒体嵴的数量和形态有一定的影响。电镜下观察心脏、肾脏、脾脏和肌肉4种组织中的线粒体,均具有较为清晰的双层膜和管状嵴,结构完整。心肌和骨骼肌中线粒体双层膜清晰,嵴密集且清晰;肾脏中线粒体双层膜较为清晰,嵴相对稀疏且略有肿胀;脾脏中的线粒体嵴数量最少且结构不清晰,嵴肿胀,嵴间间隙较大,嵴宽度显著大于其内外膜间宽度且显著大于其他组织中线粒体嵴宽度(p<0.05)。藏绵羊上述4种组织细胞中线粒体嵴数均大于小尾寒羊相应组织线粒体嵴数(p<0.05)。3.Mic60、OPA1基因及蛋白在成年与老年藏绵羊心肌中均有表达,并表现出明显的差异性。在成年藏绵羊心肌中,Mic60、OPA1基因及蛋白的表达量均高于老年藏绵羊,Mic60、OPA1基因及OPA1蛋白的表达量具有显著性差异(p<0.05)4.电镜下观察成年与老年藏绵羊心肌中线粒体,均具有较为清晰的双层膜和管状嵴,结构完整。成年藏绵羊心肌中线粒体密度高于老年藏绵羊(p<0.05),线粒体嵴数更多(p<0.05)且更为密集,线粒体之间联系较为紧密。而老年藏绵羊线粒体嵴则相对稀疏,嵴膜宽大,线粒体之间联系不紧密,呈现碎片化。5.OPA1蛋白和Mic60蛋白在藏绵羊心肌、肝脏、脾脏、肺脏、主动脉、颈动脉及肺动脉中均表达。其中Mic60蛋白在肝脏中表达量最高,其次依次是颈动脉、心脏、主动脉、肺动脉和肺。而在脾脏中表达量最低。OPA1蛋白在肝脏和肺脏中表达量最高,其次依次是心脏、主动脉、颈动脉、肺动脉。而在脾脏中表达量最低。免疫电镜结果显示,OPA1蛋白和Mic60蛋白主要定位在线粒体膜上。综上结果和分析认为,OPA1蛋白和Mic60蛋白主要定位在线粒体膜上,其基因在藏绵羊和小尾寒羊组织中广泛表达并表现出明显的组织差异性和品种差异性,其表达对线粒体嵴的数量和形态具有一定的影响。代谢活跃的组织器官中OPA1和Mic60基因及蛋白的表达量较高。Mic60、OPA1基因及蛋白在藏绵羊心肌中的表达可能与年龄相关,衰老会降低其表达。衰老会使得藏绵羊心肌细胞中线粒体密度降低,线粒体嵴数目减少。OPA1和Mic60基因及蛋白对藏绵羊适应高原低氧环境具有重要意义。