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本研究共分为两部分。
第一部分 小鼠肺缺血/再灌注损伤时细胞凋亡和CHOP及caspase-12的变化
目的:观察小鼠肺缺血/再灌注损伤时细胞凋亡和CHOP及caspase-12的变化,为后续的姜黄素预处理实验做好研究基础。
方法:实验采用C57BL/6J小鼠在体单侧肺原位缺血/再灌注(I/R)损伤模型。实验小鼠50只,随机分为5组(n=10):正常对照组(NC组)、假手术组(Sham组)、缺血/再灌注1h、2h、3h组(I/R1h、I/R2h、I/R3h组)。实验结束后处死小鼠并取左肺,检测肺湿干/重比(W/D)和总肺水含量(TLW),光镜下观察肺组织形态学改变和进行肺组织损伤评估(IQA),电镜下观察肺组织超微结构改变,RT-PCR、Western Blot分别检测C/EBP同源蛋白(CHOP)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-12(caspase-12)及葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的mRNA和蛋白表达水平,TUNEL法观察肺组织细胞凋亡和测定细胞凋亡指数(AI)。
结果:与Sham组相比,I/R2h组和I/R3h组中肺组织CHOP、caspase-12及GRP78mRNA和蛋白质表达水平均增加(P<0.05),W/D、TLW、IQA和AI亦均升高(P<0.05,P<0.01),尤以I/R3h组为甚(P<0.01);肺组织形态发生明显损伤变化。相关性分析:AI与W/D、TLW、IQA、caspase-12 mRNA、CHOP mRNA、caspase-12蛋白和CHOP蛋白之间呈明显的正相关(相关系数r分别为0.948、0.948、0.961、0.947、0.970、0.940和0.918,均P<0.01,n=50)。
结论:I/R引发肺组织细胞发生过度的未折叠蛋白反应,并通过CHOP和caspase-12引起细胞凋亡而损伤肺组织,尤以再灌注3h时肺损伤明显。
第二部分 姜黄素预处理对小鼠肺缺血/再灌注损伤时细胞凋亡和CHOP及caspase-12的影响
目的:研究姜黄素(CUR)对小鼠肺缺血/再灌注损伤时细胞凋亡和CHOPcaspase-12及的影响。
方法:实验采用C57BL/6J小鼠在体单侧肺原位缺血/再灌注损伤模型。实验小鼠60只,随机分为6组(n=10):Sham组、I/R3h组、I/R3 h+溶剂对照组(I/R3h+DMSO组),I/R3 h+姜黄素剂量分别为100 mg/kg、150 mg/kg和200 mg/kg(I/R3h+CUR-100组、CUR-150组和CUR-200组)。实验结束后处死小鼠并取左肺,检测肺组织W/D和TLW,光镜下观察肺组织形态学改变和测定IQA,电镜下观察肺组织超微结构改变,RT-PCR、Western Blot分别检测CHOP、caspase-12及GRP78的mRNA和蛋白表达水平,TUNEL法观察肺组织细胞凋亡和测定AI。
结果:与Sham组相比,I/R3h组和I/R3h+DMSO组中CHOP、caspase-12和GRP78mRNA和蛋白表达水平均升高(P<0.05),W/D、TLW、IQA和AI均明显增加(P<0.01),肺组织形态学和超微结构均发生明显损伤;与I/R3h+DMSO组相比,I/R3h+CUR-100组、I/R3h+CUR-150组和I/R3h+CUR-200组各组GRP78 mRNA和蛋白表达水平均升高(P<0.05),而CHOP、caspase-12 mRNA和蛋白表达水平降低(P<0.05),W/D、TLW、IQA和AI亦均下降(P<0.05,P<0.01); I/R3h+CUR-100组、I/R3 h+CUR-150组和I/R3h+CUR-200组两两比较,GRP78 mRNA和蛋白表达水平均升高(P<0.05),而CHOP、caspase-12 mRNA和蛋白表达水平均降低(P<0.05),W/D、TLW、IQA和AI亦均下降(P<0.05,P<0.01);肺组织形态学异常改变趋近正常。相关性分析:AI与W/D、TLW、IQA、CHOP及caspase-12 mRNA和蛋白之间呈明显正相关(相关系数r分别为0.792、0.792、0.917、0.938、0.919、0.973和0.915,均P<0.01,n=60)。
结论:
1、I/R引发小鼠肺组织细胞过度的未折叠蛋白反应,并通过CHOP和caspase-12引起细胞凋亡,损伤肺组织。
2、姜黄素对I/R损伤发生的小鼠肺脏具有较好的保护作用,其机制与其对抗过度的未折叠蛋白反应中CHOP和caspase-12引起的细胞凋亡有关。