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研究背景:海水淹溺是航海、海上作战、作业时常发生的意外伤害事故,吸入海水可导致肺泡-毛细血管膜损伤并伴有通透性增高,富含蛋白的液体聚集于肺泡腔,引起海水淹溺型肺水肿(pulmonary edema induced by seawaterdrowning,PE-SWD),是海水淹溺引起死亡的主要原因之一。PE-SWD的主要病理变化是肺通透性增高,肺水肿形成,引起低氧血症和呼吸困难。如不及时救治和控制病情,易发展为海水型呼吸窘迫综合征(seawaterrespiratory distress syndrome, SW-RDS)。SW-RDS是急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)的一种。近年来关于PE-SWD/SW-RDS的研究逐渐增多,但是其发病机制仍不完全清楚,缺乏有效的治疗手段,死亡率仍很高。PE-SWD/SW-RDS时,肺泡上皮屏障功能破坏,肺水肿液的清除功能障碍,加之吸入的高渗海水在肺泡内聚集,驱使血管内液体沿渗透压力梯度流向肺泡内,加重缺氧。缝隙连接蛋白43(connexin43,Cx43)在肺泡上皮和毛细血管内皮普遍存在,是细胞间缝隙连接的基本组成单位,不仅发挥细胞间的通讯功能,而且对细胞的生长、分化和凋亡甚至肿瘤形成都有重要作用。有文献报道Cx43与血管通透性有关。近年来研究表明Cx43参与肺损伤的过程,但Cx43在PE-SWD/SW-RDS中的作用及其机制尚不清楚。本实验通过复制大鼠海水淹溺型肺水肿的模型,观察Cx43在海水淹溺型肺水肿中的作用,并进一步研究其可能的作用机制。实验目的:⑴观察大鼠海水淹溺型肺水肿模型中Cx43的表达变化。⑵探讨Cx43在海水淹溺型肺水肿中的作用及其机制。实验方法:实验一体内实验24只SD大鼠随机分为4组,正常对照组(0h)、海水淹溺1h组(1h)、4h组(4h)和8h组(8h)。气管内滴注海水的方法复制大鼠海水淹溺型肺水肿的模型,通过肺组织湿干重比值(W/D)、支气管肺泡灌洗液(BALF)中的蛋白含量和伊文思蓝漏出指数(ELI)测定肺组织的通透性;RT-PCR和Western Blot等分子生物学实验方法检测肺组织Cx43的含量变化。体外实验采用25%体积浓度的海水孵育A549细胞模拟海水淹溺的肺内环境(作用时间为4小时),观察Cx43的表达变化。A549细胞随机分为2组:空白对照组(Control)、海水组(SW),通过RT-PCR和Western Blot方法检测海水对Cx43的表达的影响。通过对FITC标记的葡聚糖的相对通透性测定单层A549细胞的通透性,观察海水对单层细胞通透性的影响。实验二(一)A549细胞随机分为空白对照组(Control)和海水组(SW),WesternBlot方法检测海水对MAPK信号通路的作用。(二)分离纯化大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞随机分为5组:空白对照组(Control)、海水组(SW)、ERK1/2抑制剂组(PD)、JNK抑制剂组(SP)、p38抑制剂组(SB),并设阴性对照组。通过FCM分析细胞膜Cx43的表达量。(三)A549细胞随机分为6组:空白对照组(Control)、海水组(SW)、ERK1/2抑制剂组(PD)、JNK抑制剂组(SP)、p38抑制剂组(SB)和反义寡核苷酸干预组(ASODN)。通过Western Blot方法检测各组细胞Cx43的表达含量。培养单层细胞,通过对FITC标记的葡聚糖的通透性的检测观察单层细胞的通透性,统计分析Cx43含量与单层细胞通透性的关系。实验结果:实验一体内实验大鼠吸入海水后,肺组织W/D比值增加,BALF中的蛋白含量和ELI也明显增加(P<0.05),说明吸入海水导致肺通透性增高。肺组织Cx43mRNA和蛋白含量明显增加,4h达最高值(P<0.05)。体外实验RT-PCR和Western Blot检测A549细胞Cx43表达,海水作用后,Cx43表达明显增多,单层细胞通透性增高(P<0.05)。实验二Western Blot结果表明海水导致A549细胞p-ERK1/2、p-JNK表达减少,p-p38增多。ERK1/2抑制剂、JNK抑制剂分别上调Cx43的表达,p38信号通路对Cx43的表达无明显作用,同时ERK1/2抑制剂、JNK抑制剂使单层A549细胞通透性增加(P<0.05)。通过统计相关分析,Cx43表达量与单层细胞的通透性呈正相关关系,r=0.940, P<0.05。结论:⑴在海水淹溺型肺水肿模型中,肺组织Cx43表达增多,且Cx43表达量与肺泡-毛细血管通透性正相关。⑵海水可通过抑制ERK1/2和JNK信号通路引起Cx43表达量增加进而影响肺泡-毛细血管的通透性。