研究目的:肠黏膜屏障是防止外界病原微生物入侵的第一道防线。中小强度运动缓解慢性应激导致的肠黏膜屏障功能障碍。然而,大负荷运动破坏肠黏膜免疫稳态,导致细菌易位,引起全身性炎症反应。运动过程中机体血液重分配,胃肠道血流量减少,引起氧分压下降,造成局部低氧环境。低氧诱导因子（hypoxia induced factor,HIF）-1在氧分压变化引起的转录调控反应中起着关键作用。HIF-1由α亚基和β亚基构成。在常氧环境中,HIF-1的α亚基主要经脯氨酰羟化酶（prolyl hydroxylase,PHD）2羟化其脯氨酸残基进而降解。在低氧环境中,PHD2活性降低,HIF-1的α亚基不被降解,进入胞核,与HIF-1β结合,实现对炎症、代谢和血管新生等基因的转录调控功能。运动中机体血液重分配,各器官缺氧以及HIF-1α分布的情况呈现怎样的变化?PHD2/HIF-1α信号途径是否参与中小强度运动对肠黏膜屏障保护作用?PHD2/HIF-1α信号途径是否参与大负荷运动损伤肠黏膜屏障功能?基于以上研究背景,本研究假设:（1）运动中机体血液重新分配,引起肠道氧分压变化,进而改变HIF-1α表达和分布;（2）PHD2/HIF-1α信号途径参与了中小强度运动缓解慢性应激致肠黏膜屏障损伤的过程;（3）通过调控PHD2/HIF-1α信号途径,可缓解大负荷运动对肠黏膜屏障的损伤。本研究观察运动后器官缺氧情况和腹部区域HIF-1α的分布,运用Cre-LoxP系统构建Hif1a或Phd2肠上皮细胞特异性基因敲除小鼠模型,使用慢性应激模型和不同负荷运动方式,探讨PHD2/HIF-1α信号途径在运动对肠黏膜屏障功能调控中的机制。研究方法:本研究使用ROSA26 ODD-Luc/⁺转基因小鼠,通过缺氧探针和生物发光活体成像技术,观察运动后器官缺氧情况和腹部区域HIF-1α分布。通过Vil-Cre、Hif1a^flox/flox和Phd2^flox/flox转基因小鼠,构建Hif1a或Phd2肠上皮细胞特异性基因敲除小鼠模型。通过RT2Profiler PCR Array检测肠上皮细胞特异性敲除Hif1a或Phd2对黏膜免疫相关基因表达的影响。利用重复束缚应激建立小鼠慢性应激模型,使用肠上皮细胞组织特异性Hif1a或Phd2基因敲除小鼠,结合中小强度游泳干预手段,探索PHD2/HIF-1α信号途径在中小强度运动缓解肠黏膜屏障功能障碍中的作用。采用大强度负重游泳和长时间游泳两种大负荷运动方式,使用肠上皮细胞组织特异性Hif1a或Phd2基因敲除小鼠,探索PHD2/HIF-1α信号途径在大负荷运动致肠黏膜屏障功能障碍中的作用。研究结果:运动改变小肠缺氧状况和HIF-1α的分布。肠上皮细胞特异性Hif1a或Phd2基因敲除小鼠Hif1a^VKO及Phd2^VKO肠道组织形态结构等表型与对照组Hif1a^flox/flox及Phd2^flox/flox小鼠相比无异常。肠上皮细胞特异性Hif1a或Phd2基因敲除引起细菌的识别以及固有免疫反应相关基因差异表达。Hif1a^VKO小鼠与其对照品系Hif1a^flox/flox小鼠相比,Bpi,Cxcl1,Tlr2,Tnf表达降低（P<0.05）,Irak3,Nlrp1a,Tirap表达升高（P<0.05）。Phd2^VKO小鼠与其对照品系Phd2^flox/flox小鼠相比,Birc3,Ccl5,Irf7,Jun,Lbp,Nfkbia,Ticam1和Tirap表达降低（P<0.05）,Camp和Ticam2表达升高（P<0.05）。慢性应激导致肠黏膜组织形态结构破坏,肠道屏障通透性升高,并出现细菌易位。Hif1a^VKO加重了这一现象,Phd2^VKO对这一现象起到缓解作用。中小强度运动在一定程度上起到缓解作用。大负荷运动导致肠黏膜组织形态结构破坏,肠道屏障通透性升高,并出现细菌易位。Hif1a^VKO加重了这一现象,Phd2^VKO对这一现象起到缓解作用。研究结论:本研究发现,小肠是运动中缺氧和HIF-1α分布改变的重要器官。肠上皮细胞特异性敲除Hif1a或Phd2基因引起肠黏膜免疫反应相关基因的差异表达。PHD2/HIF-1α信号途径参与了中小强度运动缓解慢性应激致肠黏膜屏障功能障碍的过程,同时也参与了大负荷运动导致肠黏膜屏障功能障碍。本研究利用肠上皮细胞特异性Hif1a或Phd2基因敲除小鼠模型,探索运动对肠黏膜屏障功能的调控机制,探索PHD2/HIF-1α信号途径保护肠黏膜屏障的应用价值,为肠黏膜屏障损伤的防治提供新思路。