研究背景和目的:位于亚洲的青藏高原是世界最高的高原,平均海拔4000米以上,高海拔地区紫外线较为强烈、环境氧分压降低且空气稀薄,给人类生存带来极大的考验。随着经济社会的迅速发展,定居高原或短期内进入高原的人群逐年增多,高原环境对生殖健康的影响逐渐引起重视。据统计,高海拔地区的环境特点会对精子发生以及雄性生殖能力都存在一定的影响,并且与海拔高度呈正相关。早在3万年前,藏族人群已经对高海拔环境产生了较强的适应能力,与平原地区的居民相比,藏族人有较高的肺通气量、较低的肺动脉压、较高的血氧饱和度以及相对较低的血红蛋白浓度等。研究发现,藏族人群出现的适应能力主要是由于EPAS1基因的适应突变导致其mRNA表达的下调,并且在Epas1杂合敲除小鼠模型中得到证实。之前利用Epas1杂合敲除小鼠的研究主要集中在高原生理疾病方面,有关EPAS1基因在高原雄性生殖系统的研究十分有限,有文章指出氧气水平的降低和EPAS1基因的活化是精子发生的关键组成部分。然而,有关Epas1杂合敲除小鼠在高原低氧环境下的生殖能力还没有系统的阐述。因此,我们利用Epas1杂合敲除雄性小鼠（以下简写Epas1+/-雄性小鼠）在长期低氧下的睾丸病理情况和转录组数据来探索高原下的雄性睾丸生殖机制。研究方法:1.雄性小鼠长期低氧实验:设置低氧舱的氧气浓度为12%（相当于海拔4400米）,选取五只野生型雄性小鼠和五只Epas1+/-雄性小鼠进入低氧舱,放置四周后出舱。在常氧环境下设置相同类型和数目的小鼠放置四周作为对照。对多个生理指标进行测定包括入舱前后的体重,出舱后小鼠的血氧饱和度、血红蛋白浓度、心脏重量、脾重、脑重以及肺动脉压等。2.雄性小鼠组织取样和保存:对各组小鼠进行解剖,取大腿内侧血液,后续抽取血清。进行心脏灌流,对心、肝、脾、肺、肾、大脑、肌肉和睾丸进行取样后入多聚甲醛溶液内固定,取部分肝、脾、肺、肾、肌肉和睾丸液氮速冻然后-80℃保存。3.雄性小鼠睾丸病理实验:固定过的各组小鼠睾丸进行脱水包埋后制作石蜡切片,为了确定小鼠睾丸的病理变化对睾丸切片进行组织学染色,包括HE染色（苏木素和伊红染色）以及PAS染色（糖原染色）确定小鼠睾丸是否具有病理损伤,并且利用TUNEL试剂盒检测睾丸内部精细胞凋亡情况。4.利用ELISA方法检测各组小鼠睾酮水平判断Epasl基因的部分缺失是否影响到小鼠生殖系统的内分泌系统。免疫组织化学技术确定Epasl蛋白在小鼠睾丸内部的特异性定位,揭示Epasl基因与睾丸病理的相关性原因。5.提取各组小鼠睾丸RNA,进行转录组测序,对常氧环境和低氧环境下的Epas1^+/-雄性小鼠与野生型雄性小鼠进行睾丸基因表达谱的比较分析。研究结果:1.相比于野生型雄性小鼠,Epas1^+/-雄性小鼠在长期低氧下表现出更好的生理适应能力,体现在Epas1^+/-雄性小鼠体重降低较少,有较高的血氧饱和度、相对较低的血红蛋白浓度,并且在低氧环境内保持较低的肺动脉压等。2.常氧环境下Epasl基因的部分敲除对小鼠睾丸的发育有一定影响,主要表现在圆形精子数目减少,睾丸内部出现非正常比例的曲细精管数目增多。3.低氧环境引起部分野生型雄性小鼠的睾丸出现充血现象,而且造成睾丸曲细精管内各级精细胞减少,凋亡细胞数目增加。而低氧下Epas1^+/-雄性小鼠的生殖功能表现出了一定的适应能力:在低氧下各级精细胞比例正常,并且凋亡数目与常氧下的小鼠无明显差异。4.低氧环境影响野生型雄性小鼠的睾酮合成,但在Epas1^+/-雄性小鼠中未观察到明显的睾酮浓度变化。Epasl蛋白在曲细精管的各级精细胞内没有明确的定位。5.睾丸转录组数据分析发现,常氧环境下Epasl基因敲除影响睾丸内部的能量代谢以及T细胞增殖通路。低氧环境下野生型小鼠主要影响睾丸内部与氧相关的分子功能和过氧化氢代谢通路;低氧下的Epas1^+/-雄性小鼠与常氧下的Epas1^+/-雄性小鼠睾丸内部几乎无差异基因,推测低氧环境对Epas1^+/-雄性小鼠的睾丸功能损伤较小。