低压低氧暴露下血液mRNA与miRNA表达的时序性阶段性分子适应反应

《Scientific Reports》：Transcriptomic and epigenomic profiles analysis during human acclimatization to simulated high-altitude hypoxia

摘要

低压低氧（HH）暴露会诱导协同的生理和分子反应，支持机体对氧气供给减少的适应。然而，早期HH暴露期间血液mRNA和miRNA表达的时序整合机制尚不完全清楚。本研究将8名健康男性受试者置于terraXcube设施中模拟中等程度HH环境（海拔约3500米）持续72小时。分别在基线及暴露后12小时、24小时和72小时检测血液转录组学和miRNA谱，并同步测定生理指标、活性氧（ROS）以及循环炎症和血管内皮生物标志物。差异表达分析显示，基因表达呈现阶段性演变：12小时时以早期应激和先天免疫反应为主，涉及FOSB、CITED4和IDO1；24小时时转向淋巴细胞特异性程序的重组，包括PAX5、TCF7和TNFRSF13C；72小时时则出现更广泛的改变，涉及AP-1组分（JUN、JUNB和FOSB）、淋巴细胞调节因子（PAX5和FOXP3）以及抗氧化基因SOD2。整合分析鉴定出在这些通路中呈现逆向表达模式的预测性miRNA–mRNA配对。值得注意的是，miR-486-3p在所有时间点均持续上调，而miR-29c-5p则持续下调。血浆生物标志物总体保持稳定，但12小时时ICAM-1出现短暂升高，TNF-α显著下降，同时ROS早期升高后趋于稳定。综上，本研究揭示了早期HH适应过程中不同但相互重叠的阶段，从应激和先天免疫激活逐步过渡至淋巴细胞特异性调控和氧化还原重塑。协调的mRNA和miRNA表达变化与有限的循环炎症反应之间的时序分离表明，分子适应过程超出了可检测到的全身性炎症激活范围。