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目的:探讨哺乳动物雷帕霉素靶蛋白-细胞分裂周期蛋白(mTOR-Cdc42)信号通路在PM2.5加剧慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)小鼠肺泡巨噬细胞(AM)吞噬功能障碍中的作用及机制。方法:将50只SPF级雄性8周龄BALB/c小鼠,采用随机数字表法分为正常对照(A)组、慢阻肺(B)组、PM2.5慢阻肺(C)组、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)慢阻肺(D)组、EGCG+PM2.5慢阻肺(E)组,每组10只。采用单纯香烟烟雾持续暴露90d建立慢阻肺小鼠模型。采集兰州市城关区大气中的PM2.5,C组和E组给予PM2.5(720?g/m3)持续雾化吸入90d,A组、B组和D组给予同等体积的生理盐水雾化吸入。采用不连续密度梯度离心法分离小鼠AM,调整细胞数为2×106/ml,D组和E组EGCG终浓度为40μmol/L,孵育24h。采用小鼠无创体描箱检测肺功能,处死小鼠,取左肺下叶,行病理学检查。采用流式细胞术检测AM吞噬异硫氰酸荧光素标记的大肠杆菌(FITC-E.coli)的能力。采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白印迹法(WB)检测mRNA及蛋白的表达。采用小G蛋白活性检测(G-LISA)试剂盒检测Cdc42的活性。采用激光共聚焦显微镜观察细胞骨架。结果:(1)慢阻肺模型的肺功能及肺组织病理学改变:B组吸气峰流速(PIF)、呼气峰流速(PEF)和呼出50%潮气量时的流速(EF50)(7.5±1.0、4.67±0.6、3.29±0.43)显著低于A组(11.61±1.12、7.63±0.44、5.05±0.37)(均P<0.01);C组(4.96±0.91、3.34±0.48、2.14±0.29)显著低于B组(均P<0.01)。C组小鼠肺组织中可见明显的支气管炎症和肺气肿改变,较B组程度严重,A组小鼠肺组织无此病理改变。(2)AM的吞噬功能:B组平均荧光强度(MFI)和吞噬FITC-E.coli阳性细胞百分比(吞噬%)(4060±590、28.65±1.26)显著低于A组(9190±988、67.50±4.56)(均P<0.01);C组(2932±700、18.41±1.48)显著低于B组(均P<0.01);D组(5046±732、39.07±1.33)显著高于B组(均P<0.01);E组(4018±578、28.14±1.35)显著高于C组(均P<0.01)。(3)AM mTOR mRNA、蛋白及活性(p-mTOR):B组mTOR mRNA、蛋白及活性(2.62±0.46)(1.30±0.52)(1.46±0.43)均显著高于A组(1.00±0.00)(0.48±0.27)(0.58±0.26)(均P<0.01);C组(3.61±0.52)(2.50±0.47)(2.66±0.52)显著高于B组(均P<0.01);D组(1.83±0.43)(0.91±0.31)(0.97±0.31)显著低于B组(P<0.01、P<0.05);E组(2.84±0.49)(1.84±0.43)(1.90±0.44)显著低于C组(均P<0.01)。(4)AM Cdc42 mRNA、蛋白及活性:B组mRNA、蛋白及活性(2.56±0.50)(1.61±0.37)(0.46±0.09)显著高于A组(1.00±0.00)(0.67±0.22)(0.30±0.07)(均P<0.01);C组(3.66±0.54)(2.70±0.48)(0.62±0.10)显著高于B组(均P<0.01);D组(1.77±0.44)(1.00±0.30)(0.37±0.08)显著低于B组(P<0.01、P<0.05);E组(2.67±0.48)(2.00±0.57)(0.52±0.06)显著低于C组(均P<0.01)。(5)AM细胞骨架:B组细胞周围可见明显的丝状伪足和板状伪足;C组细胞形状不规则,细胞周围丝状伪足伸出杂乱、长短不一,板状伪足面积增加;D组细胞周围可见少量丝状伪足和板状伪足;E组细胞变圆,丝状伪足较少,排列相对整齐,细胞与细胞接触的部分出现膜皱褶;A组细胞形状规则,未见上述改变。(6)相关性分析:基础状态、PM2.5干预、EGCG干预及PM2.5联合EGCG干预后小鼠AM mTOR、Cdc42的mRNA、蛋白及活性与MFI均呈负相关(P<0.01、0.05);基础状态、PM2.5干预、EGCG干预及PM2.5联合EGCG干预后小鼠AM mTOR的mRNA、蛋白及活性与Cdc42的mRNA、蛋白及活性均呈正相关(P<0.01、0.05)。结论:1.单纯香烟烟雾持续暴露可成功复制慢阻肺小鼠模型;2.慢阻肺小鼠AM吞噬功能降低,PM2.5加剧慢阻肺小鼠AM吞噬功能障碍;3.mTOR-Cdc42信号通路在慢阻肺小鼠AM中处于活化状态,PM2.5促进该信号通路活化;4.mTOR-Cdc42信号通路活化致AM细胞骨架不恰当重排与AM吞噬功能低下相关;5.EGCG抑制慢阻肺mTOR-Cdc42信号通路,增强慢阻肺小鼠AM吞噬功能。