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肥胖增加了各种疾病的发病率,加重了呼吸系统的负担,已成为全球公共卫生问题。细菌性肺炎是一种常见的呼吸系统疾病,是由细菌引起的肺部感染。细胞凋亡是一种细胞的程序性死亡,炎症反应和氧化应激将引起病理性凋亡的发生。目前关于正常和肥胖动物发生急性肺炎时肺脏的炎症反应、氧化应激和细胞凋亡的差异性尚缺少系统研究。因此,本试验运用组织病理学、显微定量分析、免疫组织化学、流式细胞术、qPCR和Western blot等方法就细菌性肺炎对正常和肥胖小鼠肺脏组织损伤和细胞凋亡的影响进行了研究。1、细菌性肺炎对正常和肥胖小鼠肺脏组织损伤、炎症反应和氧化损伤的影响试验选用3周龄ICR雄鼠,分别通过饲喂普通饲料和高脂饲料8周,建立正常(Normal)和肥胖(Diet-induced obesity,DIO)小鼠模型,随后用4×10~9 CFUs/mL Escherichia coli(E.coli)或磷酸缓冲液(Phosphate buffer saline,PBS)滴鼻,分成Normal-PBS、DIO-PBS、Normal-E.coli和DIO-E.coli组。在感染前(即0 h)和感染后(即12 h、24 h和72 h)分别采集小鼠血清和肺脏样本,并测定体重、体长、肺脏湿重、血清甘油三酯(triglyceride,TG)和总胆固醇含量(total cholesterol,TC)水平以及肺脏形态组织学变化、炎症细胞因子和脂肪细胞因子含量和氧化应激水平。结果显示,感染后E.coli组发生急性炎症,大量中性粒细胞浸润入肺组织,导气部中性和酸性黏蛋白分泌增加,胶原纤维沉积减少;同时肺脏指数、血清TG和TC含量、肺脏TNF(tumor necrosis factor)-α、IL-6、IL-8和leptin含量及氧化应激水平均显著高于PBS组。与相应PBS组比较,Normal-E.coli组的上述指标主要在感染后12 h达到顶峰,而DIO-E.coi组则在感染24 h后显著升高。说明肥胖小鼠对急性非致死性肺炎所致的炎症反应和氧化损伤具有延迟的现象。2、细菌性肺炎对正常和肥胖小鼠肺脏细胞凋亡和线粒体细胞凋亡通路的影响通过对肺脏细胞凋亡率、线粒体膜电位去极化比率、TUNEL阳性细胞计数以及线粒体细胞凋亡通路相关调控因子(Bax、Bcl-2、Caspase-9和Caspase-3)的mRNA和蛋白相对表达量及蛋白分布情况进行检测。结果显示,感染后E.coi组肺脏细胞凋亡率、线粒体膜电位去极化比率和TUNEL阳性细胞的数量,Bax、Caspase-9和Caspase-3的mRNA和蛋白相对表达量较PBS组显著升高,而Bcl-2降低。PBS组肺泡壁上皮细胞胞浆有少量Bax、Caspase-9和Caspase-3表达,而Bcl-2主要表达于细支气管和呼吸性细支气管的上皮细胞内;E.coli组肺脏中性粒细胞及其周围肺泡上皮细胞出现大量Bax、Caspase-9和Caspase-3表达,而几乎未见Bcl-2阳性蛋白。此外,与相应PBS组比较,Normal-E.coli组上述指标在感染24 h之前即达到顶峰,而DIO-E.coli组则在感染24 h后出现显著变化。说明细菌性肺炎可经线粒体凋亡信号通路导致肺脏细胞凋亡上调,且肥胖小鼠对细菌性肺炎引起的细胞凋亡具有延迟的现象。3、细菌性肺炎对正常和肥胖小鼠肺脏内质网应激介导和死亡受体细胞凋亡通路的影响通过检测肺脏内质网应激介导(Calpain 2,Caspase-12和JNK)和TNF-α调控的死亡受体(TNFR1,TNF-α和FADD)细胞凋亡通路相关调控因子的mRNA和蛋白相对表达量及蛋白分布情况发现,感染后,DIO-E.coli组Calpain 2、Caspase-12、JNK、TNFR1、TNF-α和FADD的mRNA和蛋白相对表达量均显著高于DIO-PBS组。Normal-E.coli组仅TNFR1、TNF-α和FADD的mRNA和蛋白相对表达量在感染72 h后显著升高。PBS组上述蛋白除Calpain 2和Caspase-12少量表达于肺泡巨噬细胞胞浆外,均弱表达于肺泡上皮细胞胞浆,而E.coli组炎性细胞和肺泡上皮细胞胞浆有大量阳性蛋白分布,且DIO-E.coli组阳性蛋白表达量除TNF-α外均高于Normal-E.coli组。说明发生细菌性肺炎时,肥胖小鼠可能通过激活内质网应激和死亡受体介导的细胞凋亡通路诱导细胞凋亡,而正常小鼠可能仅在感染后期可通过死亡受体通路发生细胞凋亡。结论:细菌性肺炎可对正常和肥胖小鼠肺脏造成炎性和氧化性损伤以及肺脏细胞凋亡,而肥胖小鼠对细菌性肺炎引起的上述变化产生了延迟的现象。且正常和肥胖小鼠在细菌性肺炎引起的细胞凋亡激活通路上存在差异,及感染后正常小鼠可能主要通过激活线粒体细胞凋亡通路导致肺脏细胞凋亡,并在感染后期也可能经由死亡受体通路发生细胞凋亡;而肥胖小鼠则可通过线粒体、内质网应激和死亡受体细胞介导的凋亡信号通路导致细胞凋亡。本实验运用双重造模,基于细菌性肺炎重点研究对正常和肥胖小鼠肺脏组织损伤和细胞凋亡的影响,其研究结果可为肥胖肺炎患者的诊疗提供理论支持。