高原低氧模拟-应用案例
《Nature communications》丨中科院团队揭示低氧高海拔环境下生理应答过程中糖脂代谢稳态调控机制
发布时间：2026-02-09
2025年10月，中科院动物研究所的詹祥江研究员团队发表题为“Homeostasis of glucose and lipid metabolism during physiological responses to a simulated hypoxic high altitude environment”的研究论文。文章以基于青藏高原猎隼适应性EPAS1基因变异体构建的“猎隼化”小鼠模型为研究对象，探究高原低氧环境下动物维持糖脂代谢稳态的作用及机制。研究通过构建“猎隼化”小鼠模型，对比分析该模型小鼠与野生型小鼠在慢性低氧条件下的肝脏糖脂代谢状态及急性低氧条件下的存活情况。结果显示，雄性“猎隼化”小鼠在慢性低氧条件下可维持肝脏内糖脂代谢的稳态平衡，且该稳态维持由遗传因素与行为可塑性共同介导，使得其在急性低氧条件下的存活率显著高于野生型小鼠。该研究明确了代谢稳态维持对于动物在极端低氧环境下生存的关键作用，同时为相关代谢性疾病的治疗提供了潜在靶点，基于猎隼适应性基因变异构建小鼠模型的研究设计，为解析高原低氧环境下动物代谢稳态调控机制提供了重要数据支撑。
文章基于青藏高原猎隼适应性EPAS1基因变异体构建的“猎隼化”小鼠（简称“隼化小鼠”）与野生型小鼠为研究对象，将两者置于模拟高原低氧环境（10% O₂，等效海拔5000米以上）中，开展了一系列精细的生理、代谢及行为学分析，探究高原低氧环境下动物维持糖脂代谢稳态的作用及机制。结果显示，慢性低氧条件下，野生型小鼠的能量利用模式发生显著转变，从以葡萄糖消耗为主逐渐转向更多依赖脂肪供能，具体表现为呼吸交换比持续下降；与之相反，“隼化小鼠”展现出优异的代谢稳定性，其呼吸交换比在低氧暴露期间始终维持在接近常氧水平的稳定状态，表明该模型小鼠成功维持了葡萄糖与脂质作为能量底物的利用平衡。同时，这种代谢稳态的维持由遗传因素与行为可塑性共同介导，使得“隼化小鼠”在急性低氧条件下的存活率显著高于野生型小鼠。该研究明确了代谢稳态维持对于动物在极端低氧环境下生存的关键作用，同时为相关代谢性疾病的治疗提供了潜在靶点，基于猎隼适应性基因变异构建小鼠模型并结合模拟高原低氧环境的研究设计，为解析高原低氧环境下动物代谢稳态调控机制提供了重要数据支撑。
低氧是高海拔低氧研究必不可少的核心因素——高原环境的核心特征即为低氧，动物的代谢模式转变、生存适应等关键生理过程均由低氧直接驱动，只有严格复刻低氧环境，才能真实复现高原相关的生理病理特征，为解析代谢稳态调控机制提供可靠的实验基础。在此类研究中，迈沃德动物低氧设备覆盖动物低氧实验全流程的完整设备体系，专注为客户提供定制化整体解决方案。核心设备及服务涵盖动物低氧工作站，可稳定调控并稳定维持模拟高原等低氧浓度，密闭结构搭配内置操作手套保障实验全程低氧环境不中断，适配长期培养与原位采样；动物低氧培养箱，具备高精度温湿度与气体平衡控制，避免氧浓度漂移，适配大规模动物模型培养；动物安乐死箱，实现低氧环境人道安乐死，尽可能降低动物应激与实验干扰；同时提供整合小动物行为学实验设备的定制方案，可按需集成观测、信号采集等模块，实现低氧环境下行为学分析与生理代谢指标检测同步开展。
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