环氧合酶-2(COX-2)是一种可诱导性酶,在正常生理状态下多数组织内检测不到,缺氧后能检测到COX-2的表达,与高原心脏病有相关。雁石坪地区海拔4 750m,笔者通过对80例筑路工人进行血清COX-2mRNA检测,并与西宁地区的健康人群进行比较,探讨高海拔地区人群血液COX-2mRNA水平的变化,以期为保障高原地区工作者的健康提供参考依据。
1、资料与方法
1.1一般资料
选取来自雁石坪汉族筑路工人,年龄18~50岁,平均33.5岁,80例,均为男性;对照组为西宁地区健康体检人群,均为男性86例,年龄18~45岁,平均32.6岁。
1.2仪器与试剂
主要试剂包括总RNA提取试剂盒为德国Boehringer mannheim公司产品;Oligo(dt)15、rRNAsin为美国Promega公司产品;Taq DNA聚合酶为Sangon公司产品;PCR扩增仪为美国Bio-Rad公司产品。
1.3方法
1.3.1标本采集
对雁石坪汉族筑路工人抽取静脉血并分离血清,于-70℃保存,10d内完成检测。
1.3.2实时荧光定量PCR检测COX-2 mRNA使用总RNA提取试剂盒提取总RNA
COX-2引物序列设计如下,上游引物:5′-CTG TAT CCC GCC CTG CTG GTG-3′;下游引物:5′-ACT TGC GTT GAT GGT GGC TGT CTT-3′。经PCR扩增后,目的片段长度为279bp。β-actin的引物序列如下,上游引物:5′-CCA AGG CCA ACC GCG AGA AGA TGA-3′,下游引物:5′-AGG GTA CAT GGT GGT GCC GCC AGAC-3′。经PCR扩增后,目的片段长度为587bp。本实验中,使用0.5μg总RNA进行检测。
COX-2和β-actin PCR的具体循环参数如下。COX-2:94℃2min;94℃1min,72℃5min,共30个循环;72 ℃ 7 min。β-actin:94 ℃ 2 min;94 ℃ 1 min,55℃1min,72℃1min,共35个循环;72℃10min。循环完成后,取10μL在2%琼脂糖凝胶上电泳、照相、扫描,用Tiger图像分析软件进行分析,结果以COX-2/β-actin的吸光度(A值)比值表示。
1.4统计学处理
采用SPSS17.0软件进行统计分析,计量资料以x±s表示,组间比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
海拔4 750m的高海拔地区人群血清COX-2mRNA的水平[(2.48±1.26)ng/mL],与2 260 m西宁地区人群血清COX-2mRNA水平[(0.12±0.06)ng/mL]比较,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。
3、讨论
环氧合酶(COX)是花生四烯酸代谢中COX途径的限速酶,存在两种同工酶:结构性COX-1和诱导性COX-2。前者在人体多种组织和细胞中均有表达,主要调节生理前列腺素的合成,后者在正常组织中水平很低,其表达受细胞内外许多刺激因素的影响,在病理生理反应过程中,诱导产生。自从COX-2被发现以来,引起了广泛关注。对缺氧性损伤的研究提示,缺氧后COX-2的表达与高原心脏病有相关。青海地处青藏高原,平均海拔在3 000m以上,低氧、低气压、寒冷、多风沙、紫外线辐射强,环境气候恶劣,高原缺氧环境对机体生理功能有损伤,对反映心、肺、肾等脏器功能指标都有影响,这在以往研究中已被证实。高原缺氧使肺细小动脉发生痉挛,加之高原地区继发红细胞增多,血液黏稠度增大形成细小血栓,致肺循环阻力升高,进而发展为肺动脉高压,导致发生高原心脏病。本文结果显示,海拔4 750m地区人群,COX-2mRNA均处于高表达状态,与海拔2 260m的健康人群比较,差异有统计学意义(P<0.05)。多数研究发现COX-2表达可被缺氧、药物、内毒素等各种刺激因素所诱导,文献研究,大鼠脑缺血后,灶性缺血区COX-2mRNA和蛋白水平有大量的增加。心力衰竭患者心肌的纤维瘢痕部位均有丰富的COX-2mRNA和蛋白的表达。本研究中,高海拔地区COX-2mRNA处于高表达状态,符合上述报道,可能是低氧、低气压刺激诱导所致。因此,在高原COX-2mRNA处于高表达状态时,可以提示高原缺氧环境对人体器官可能造成器质性改变,同时也提示在高原工作的人群要关注身体健康,定期体检,合理膳食,尽可能将高原心脏病的发生风险降到最低。
