Invivo2 400低氧工作站（低氧培养箱）

HIF(缺氧诱导因子)基因家族成员在氧利用率变化期间作为细胞和全身氧稳态的主要调节者。青藏高原是形成长期缺氧和冷适应天然实验室。在这种情况下，限于3500 m 高海拔淡水河流的硬鳍石斑鱼被选为模型，以与平原的代表性物种大鳞石斑鱼进行比较。我们克隆了不同的HIF-α，并进行从无脊椎动物到脊椎动物的系统发育分析，以鉴定HIF-α基因并分析其进化史。有趣的是，HIF-α经历了基因复制，这可能是由于进化过程中的全基因组复制(WGD)事件。PAML（发育分析软件）分析表明HIF-1αA 在三鳃鱼谱系中受到正向选择作用；为了研究高原和平原鱼类低氧适应与肿瘤抑制蛋白pVHL 调节HIF-α稳定性的关系，进行了一系列实验。比较HIF-α的荧光素酶转录活性和蛋白水平以及HIF-αs 与pVHL 的不同相互作用，显示了高原鱼和平原鱼之间的明显差异。通过pVHL 蛋白突变进行的功能验证表明，这些突变增加了HIF-α的稳定性及其对芳香烃受体核转位器ARNT 的异源二聚化亲和力。我们的研究表明，pVHL 的错义突变诱导了生活在高海拔低氧环境中的高原鳅的进化分子适应。

人类多能干细胞(hPSCs)衍生的心血管祖细胞(CVPCs)是心肌修复的一种有前途的来源，但其机制仍在很大程度上未知。细胞外囊泡(ev)已知介导细胞-细胞通讯，然而，在心肌梗死(MI)急性期给予hPSC - CVPC 分泌的EV(hCVPC- EV 在梗死愈合中的作用和机制尚不清楚。本实验研究了在梗死心脏常氧(EV-N)和低氧(EV-H)条件下hESC-CVPCs 分泌的EV 的心脏保护作用和长链非编码RNA (lncRNA)相关机制。研究发现，急性心肌梗死小鼠心肌注射hCVPC- EV 可显著改善心肌功能，减少心肌纤维化，改善边缘区血管化和心肌细胞存活。同时，hCVPC- EV 增强了人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的导管形成和迁移，提高了细胞活力，并减弱了氧葡萄糖剥夺(OGD)损伤的新生大鼠心肌细胞(NRCMs)的乳酸脱氢酶释放。EV-H 对HUVECs 心肌细胞存活和管形成的改善明显优于EV-N。RNA-seq 分析显示在EV-H 中存在大量的lncRNA MALAT1。在经hCVPC - EV 处理的梗死心肌和心肌细胞中，其丰度上调。过表达人MALAT1 可改善OGD 损伤的NRCM 细胞活力，而敲低MALAT1 可抑制hCVPC - EV 促进的HUVECs 管的形成。此外，研究表明，MALAT1 通过靶向miR-497 改善了NRCMs 的生存和HUVEC 管的形成。这些结果说明，hCVPC - EV 通过改善心肌细胞存活和血管生成促进梗死愈合。hCVPC- EV 的心脏保护作用可以通过hCVPC 的缺氧调节而增强，并部分由MALAT1 通过靶向miRNA 发挥作用。

本研究旨在探讨缺氧诱导因子-1α (HIF-1α)和lncRNA 核富集丰富转录本1 (NEAT1)之间的关系，以及它们在缺氧条件下肝细胞癌(HCC)中的作用。NEAT1 和HIF-1α在肝细胞癌组织中呈高表达并呈正相关，其中NEAT1 高表达与肿瘤淋巴结转移（TNM）晚期及远处转移呈正相关； NEAT1 或HIF-1α上调的HCC 患者预后较差。NEAT1由HIF-1α诱导，siHIF-1α抑制NEAT1 表达；NEAT1 的过表达进一步促进了缺氧条件下肝癌的发展，同时促进细胞活力、迁移和侵袭，抑制细胞凋亡，下调HIF-1α可逆转这种作用。NEAT1 过表达促进肿瘤生长，下调HIF-1α可逆转NEAT1 促进肿瘤生长的发生， 揭示下调HIF-1α可抑制NEAT1 的表达，抑制HCC 的进展，改善预后。

线粒体活性氧(ROS)的过度产生是糖尿病并发症发生的中心机制。最近，缺氧已被证实在糖尿病中发挥额外的致病作用。在这项研究中，我们假设ROS 过量产生是继发于高血糖抑制缺氧诱导因子-1 (HIF-1)导致的缺氧反应受损。研究人员分析了暴露于低氧环境下的健康人和1 型糖尿病患者血液中的ROS 水平。在糖尿病小鼠模型中，研究了肾mIMCD-3 细胞和肾脏中HIF-1、葡萄糖水平、ROS 产生及其功能后果的关系。研究发现在糖尿病患者中，低氧暴露会增加循环ROS，但在非糖尿病患者中则不会；高糖通过HIF 脯氨酸羟化酶(PHD)依赖机制抑制了糖尿病动物的缺氧细胞和肾脏中的HIF-1 的表达；HIF-1 信号通路受损，通过丙酮酸脱氢酶激酶1 (PDK1)介导的线粒体呼吸增加，促进线粒体ROS 的过量产生；在糖尿病患者中，HIF-1 功能的恢复降低了持续高血糖情况下ROS 的过度产生，并对细胞凋亡和肾损伤具有保护作用。表明HIF-1 的抑制在糖尿病线粒体ROS 过剩产生中起着核心作用，并且是糖尿病并发症的潜在治疗靶点。

辐射诱导的旁观者效应(RIBE)可能对放射治疗有潜在影响，然而低氧肿瘤细胞的放射生物学影响和潜在机制仍有待确定。使用两种人类肿瘤细胞系，肝癌HepG2 细胞和胶质母细胞瘤T98G 细胞进行实验，研究发现，在常氧和低氧条件下，在未照射的旁观者细胞（旁观者细胞与经x 光照射的细胞共培养或用从经x 光照射的细胞中收获的条件培养基处理）中观察到微核形成增加和细胞存活率降低；低氧肿瘤细胞的放射敏感性低于常氧细胞，在低氧条件下旁观者细胞诱发的微核率与常氧条件下测得的相似，表明RIBE 在低氧细胞整体放射损伤中更显著。当低氧细胞在照射前和照射过程中用二甲基亚砜(一种活性氧清除剂)或氨基胍(一种一氧化氮合酶抑制剂)处理时，旁观者效应部分减弱。此外，当仅用siRNA HIF-1α预处理低氧旁细胞时，RIBE 稍有降低，但如果用siRNA HIF-1α处理受照射细胞，低氧RIBE 显著降低。此外，缺氧诱导因子-1α的表达可与其他下游效应分子如葡萄糖转运蛋白1 (GLUT-1)、血管内皮生长因子(VEGF)和碳酸酐酶(CA9)在低氧辐照细胞中的表达相关。然而，来自辐射细胞的条件培养基降低了旁观者细胞中HIF-1α的表达。目前的结果表明，在低氧条件下，辐照的HepG2 和T98G 细胞通过增加HIF-1α的表达降低放射敏感性，并通过降低HIF-1α的表达和调节其下游靶基因在辐照细胞和旁观者细胞中诱导旁观者效应。

据报道，δ-like ligand 4 (Dll4)的高表达与多种恶性肿瘤的侵袭、转移和临床预后有关。我们之前的研究表明，集体细胞浸润是涎腺腺样囊性癌(SACC)的常见模式。然而，Dll4/Notch1 信号通路在集体入侵SACC 中的作用尚不清楚。本研究发现Dll4 在SACC 侵袭前部表达较高，这种表达的上调与实体瘤TNM 分级及转移复发率高密切相关。此外，Notch1 和Dll4 在侵袭前部的表达水平呈正相关，三维(3D)培养模型显示，侵袭前部先导细胞（leader 细胞）高表达Dll4，而细胞球体内的follower 细胞高表达Notch1 ；使用小干扰RNA 沉默Dll4 的表达可以减少SACC 细胞的迁移、侵袭和集体侵袭，而Notch1 的过表达挽救了这些能力；最后，在实验中，通过Dll4/Notch1 信号通路，SACC 的集体侵袭增加，该实验涉及到3D 凝胶、缺氧和与人内皮细胞共培养。提示Dll4/Notch1 信号通路可能参与SACC 的集体侵袭，这可能有助于提供SACC 治疗的潜在靶点。