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研究背景：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mechanistic target of rapamycin, mTOR)参与了包括细胞代谢、增殖和自噬等在内的大部分生理过程;同时,也调控了许多代谢和增殖相关的疾病,如糖尿病、肥胖、神经退行性疾病以及肿瘤等。目前mTOR-细胞自噬通路在人体疾病中的研究方兴未艾,但是该信号通路在呼吸系统疾病,特别是对于上皮细胞在急性肺损伤(acute lung injury, ALI)中的作用关注甚少,其调控机制也尚未明确。目的：建立脂多糖(LPS)干预肺上皮细胞的体外感染模型和诱导小鼠急性肺损伤的动物感染模型,探索mTOR和细胞自噬在LPS诱导的急性肺损伤中的作用及其相关调控机制。方法：建立体外LPS干预人HBE细胞的感染模型,采用Q-PCR和ELISA法检测HBE细胞及其上清中炎症因子的变化；采用Western Blot法检测HBE细胞中mTOR-自噬相关信号通路中重要蛋白以及NF-κB信号通路中p65,p-p65的表达。此外,将已鉴定的8周龄左右的mTOR肺泡或气道上皮条件性敲除小鼠随机分为4组,即对照组、对照模型组,实验组和实验模型组。对照组和实验组气道滴注PBS (50μl),其相应模型组气道滴注LPS (2mg/50μl)。观察并测定各组小鼠肺灌洗液中的细胞总数和白细胞分类计数、肺组织病理学、肺水肿、肺血管通透性的改变；采用ELISA法检测BALF中炎症因子的表达,采用Q-PCR法测定肺组织中的炎症因子的表达；采用Western Blot法测定mTOR-自噬信号通路中重要蛋白的变化。观察mTOR肺泡和气道上皮条件性敲除小鼠对生存率的影响。结果：目前的实验结果表明LPS干预的HBE细胞和诱导的急性肺损伤模型都能明显上调mTOR的磷酸化水平,并且抑制自噬相关蛋白LC3B-Ⅱ的表达。同时,活化的mTOR能激活TLR4信号通路。利用mTOR敲除或自噬相关蛋白(LC3B, ATG5和BECN1)过表达的HBE细胞能明显降低LPS诱导产生的炎症因子IL-6和IL-8的表达。相反,LPS刺激自噬相关基因(LC3B, ATG5和BECN1)敲除的细胞或自噬抑制剂(Baf-A1和CQ)干预的细胞可通过活化NF-κB信号通路上调IL-6和IL-8的表达。体内动物实验以气道滴注LPS建立小鼠ALI模型。LPS气道滴注小鼠24小时后,与对照模型组比较,mTOR肺泡和气道上皮条件性敲除的实验模型组能明显减轻肺组织的病理损伤的程度,显著改善肺水肿和肺血管渗透性的变化,降低肺泡灌洗液中细胞总数与白细胞计数,下调炎症因子的表达(如IL-6、KC、MIP-2等),提高小鼠生存率。结论：LPS诱导的急性肺损伤模型能明显上调mTOR的磷酸化表达,该作用机制可能是通过抑制细胞的自噬过程,随之激活NF-κB信号通路调控其下游炎症因子的表达来实现的。因此,抑制肺上皮细胞mTOR的表达为临床上治疗ALI提供了一个新的靶点。