本项目基于诱导型一氧化氮合酶（iNOS）蛋白表达水平、基因调控方式来探讨高原牦牛肺组织低氧适应的机制，蛋白表达、调控机理，拟选择两个海拔地区牦牛为研究对象，采用比较生理学、分子生物学和免疫组织化学等技术手段，获得高原牦牛iNOS的全长cDNA序列；比较两个海拔地区牦牛iNOS酶活、iNOS表达谱和启动子活性等的差异；分析高原牦牛iNOS对低氧的应答。其目的在于确定高原牦牛iNOS基因的适应性进化位点和低氧反应元件，探讨高原牦牛iNOS分子进化、表达调控与高原低氧压力环境之间的关系，以揭示高原牦牛iNOS的分子进化及表达调控在高原牦牛肺循环低氧适应中的作用与机制，为利用iNOS防治肺动脉高压、肺水肿等高原病提供理论和实验依据。

Role and expression regulation of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in adaptation of lung in plateau yak to hypoxia will be studied in this project. The two altitude district Yak will be investigated. Full cDNA sequence of iNOS of plateau yak will be gotten by using molecular biological method, at the meantime, enzymatic activity of iNOS, Expression profile and promoter activity of iNOS between plateau yak will be compared by comparative physiological, the histology and immunohistochemistry methods. Response of iNOS in plateau yak lung to hypoxia will be analyzed. The goal of this project is to define the adaptive evolution site and hypoxia response element of iNOS gene in plateau yak, to explore the relationship between molecular evolution, expression regulation of iNOS in plateau yak and the plateau hypoxia environment. The results of the project will reveal the role and mechanism of iNOS molecular evolution and expression regulation to pulmonary vascular systems hypoxia adaptation.It will provide the theoretical and experimental basis for combating the diseases, such as pulmonary arterial hypertension and pulmonary edema.

为了能够阐明iNOS的生物学功能与其低氧诱导的表达机制，本选取不同海拔梯度高原牦牛作为研究对象，采用分子生物学、生理学及组织学等技术手段，获得高原牦牛iNOS的全长cDNA序列；比较不同海拔高度高原牦牛iNOS酶活，分析高原牦牛iNOS对低氧的应答。探讨高原牦牛iNOS分子进化、表达调控与高原低氧压力环境之间的关系，以揭示高原牦牛iNOS的分子进化及表达调控在高原牦牛肺循环低氧适应中的作用与机制。结果表明：（1）血浆和肺组织中NO含量，高海拔牦牛明显高于低海拔牦牛，差异显著（P<0.05），iNOS含量，高海拔牦牛明显低于低海拔牦牛，差异显著（P<0.05）。（2）确定了牦牛iNOS基因CDS序列，并通过构建进化树，比对基因序列和氨基酸序列后发现牦牛iNOS基因与黄牛的同源性很高，与其他物种的同源性不高，显示出牦牛与黄牛在进化过程中具有较高的保守性，但高原牦牛在高寒低氧环境的影响下，又有异于黄牛和其他物种。（3）海拔的变化对iNOS mRNA表达量有一定的影响，随着海拔的升高，iNOS mRNA表达量增加，进而促进诱导性一氧化氮合酶的合成，有利于NO的生成，具有舒张血管及防治肺动脉高压等各种高原病发生的作用。（4）高海拔地区牦牛肺组织HIF-1α、VEGF含量明显高于低海拔地区牦牛。结论：iNOS基因CDS序列在进化过程中具有较高的保守性，与黄牛的同源性很高，但存在差异；iNOS mRNA表达量随着海拔的增加而增高，可促进NO的生成，防止肺动脉高压形成；与低氧相关的免疫因子，也表现为随着海拔的增高而增加，从而产生组织学的适应性变化，可增强肺的低氧适应。