[发明专利]利用亚硫酸钠建立的低氧和缺氧模型及其应用

说明书

本申请是申请号201010119570.4，申请日2010年3月8日，发明名称“利用亚硫酸钠建立低氧和缺氧模型的方法以及一种低氧和缺氧模型”专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于化学技术和生物技术应用领域，特别是涉及一种利用亚硫酸钠在溶液中建立低氧和缺氧模型的方法及其用途，该模型可应用在低氧应答相关研究和评价治疗缺氧损伤相关疾病药物等方面。

背景技术

氧气是生物体生命活动的基础，高氧和低氧均不利于机体生理功能的发挥，尤其是低氧和缺氧环境对于机体正常生理功能影响巨大。低氧不仅能够使生命体生理功能发生改变，而且严重时可引起一系列损伤及病变，如脑部缺氧会引发脑卒中和神经系统退行性疾病，心脏、肝脏和肾脏长时间低氧会造成器官永久性损害，高原低氧还易引发高原低氧血症等。

为了深入研究和模拟低氧对机体造成的损害及其作用机制，目前常用多种低氧缺氧模型，一般可分为两类：物理性诱导的低氧缺氧模型和化学性诱导的低氧缺氧模型。物理性低氧缺氧模型虽能很好地模拟造成损伤的低氧环境，但是需要购置专业的低氧设备，不仅价格昂贵，而且操作复杂、稳定性较差，尤其是其中的氧探头极易出现故障而导致工作体系不稳定，实施起来存在很大的局限性。化学性低氧缺氧模型包括利用氯化钴、去铁胺、连二亚硫酸钠等化学试剂来建立的模型。但氯化钴中的Co²⁺属于重金属，容易造成细胞等生命体中毒并诱发遗传性病变等，使其应用受到了极大限制。去铁胺可能是作为一种铁螯合剂来使血红素蛋白不能和氧结合而保持还原状态，从而模拟缺氧，但具体的机制尚不清楚。另外，虽然连二亚硫酸钠也可以与溶液中的溶解氧反应，形成一个物理性的低氧缺氧环境，但由于其与溶液的化学反应复杂，易产生二氧化硫有毒气体，操作不当甚至会发生自燃，使其难以推广应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种简便易行、重复性好、稳定性高、可靠性强的利用亚硫酸钠构建的低氧和缺氧模型。

利用亚硫酸钠构建的低氧和缺氧模型，是由缓冲液体系和亚硫酸钠组成的不同浓度的亚硫酸钠溶液，所述缓冲液体系为磷酸盐缓冲液、生理盐水或M9缓冲液。

所述的低氧和缺氧模型，亚硫酸钠溶液的浓度范围为0.2－5g/L。

所述的低氧和缺氧模型，为低氧模型，亚硫酸钠浓度范围为0.2－1.0g/L；所述低氧模型中溶解氧浓度在24小时内稳定在不大于0.1mg/L范围内。

优选的，所述低氧模型中缓冲液体系为磷酸盐缓冲液，亚硫酸钠浓度为1.0g/L。

所述的低氧和缺氧模型为缺氧模型，亚硫酸钠浓度范围为2.0－5.0g/L；所述缺氧模型中溶解氧浓度在64小时内稳定在0mg/L。

优选的，所述缺氧模型中缓冲液体系为磷酸盐缓冲液，亚硫酸钠浓度为2.0g/L或5.0g/L。

本发明还进一步提供低氧和缺氧模型在生物或细胞培养体系在缺氧或低氧应答研究中的应用，或利用生物或细胞培养体系在缺氧或低氧应答反应在评价预防和治疗缺氧或低氧损伤相关疾病药物中的应用。

所述生物包括大肠杆菌、酵母、秀丽线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠、豚鼠、兔、猪、犬等。

所述应用在秀丽线虫在低氧缺氧环境中的应答研究中，包括以下过程：

(1)低氧缺氧模型的建立：利用M9缓冲液配制亚硫酸钠浓度为0.5g/L-4.0g/L范围内的亚硫酸钠溶液；

(2)线虫处理：向装有不同浓度的亚硫酸钠溶液的玻璃离心管中加入一定数量的秀丽线虫(例如100只)，并置于26℃生化培养箱中处理；

（3）处理结束后对秀丽线虫相关指标进行检测，相关指标包括死亡率、咽部的形态学变化、神经细胞突起损伤和HIF-1蛋白表达水平。

进一步，所述应用通过研究秀丽线虫在低氧缺氧环境中的应答反应评价预防和治疗缺氧损伤相关疾病药物的药效，在上述步骤基础上继续包括以下过程：

（4）在步骤（1）建立的低氧缺氧模型中加入所述药物，重复步骤（2）和（3），得到再次处理的秀丽线虫相关指标；

（5）将步骤（3）和步骤（4）两次获得的指标进行比较，获得该药物的药效数据。