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背景与目的各种原因所致的急性肺损伤(acute lung injury,ALI)仍是引起新生儿伤残甚至死亡的最常见的临床危重症,其所并发的急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)可引起了肺组织结构的大量破坏,肺功能受到严重影响,易发展为难治性新生儿呼吸衰竭而死亡。目前国内外新生儿ALI/ARDS的研究起步较晚,临床上缺乏大样本数据的对照性研究。一氧化碳(carbon monoxide,CO)是一种重要的内源性气体信号分子,通常由血红素加氧酶分解血红素而形成。其作为血红素分解代谢的副产物,在体内外具有抗炎、抗凋亡、抗氧化、抗增殖、舒张血管等多种生物学作用。越来越多的研究发现CO水平在一定程度范围内升高对多种细胞的坏死具有保护作用。本课题组前期研究表明,低浓度CO不仅可以通过抑制肺泡上皮细胞(alveolar epithelial cells,AEC)凋亡而减少ALI,而且也可以减少AEC坏死。遗憾的是,CO减少AEC坏死从而保护ALI的分子通路还没有完全揭示清楚。新近的观点认为细胞坏死可受信号分子的调控,与凋亡一样存在较为复杂的信号通路,即细胞程序性坏死(necroptosis)。因此可能为细胞死亡的干预提供新机会。在CO保护ALI的过程中,程序性坏死发挥何种作用,目前也尚不清楚,需要进一步的研究。新生儿持续性肺动脉高压(Persistent pulmonary hypertension of newborn,PPHN)是新生儿重症监护室里重症患儿中较常见的一种非常严重的疾病,其发病凶险,死亡率较高,对新生儿的健康造成严重威胁,也是导致新生儿死亡的重要原因之一。而目前国内外治疗PPHN的手段有限,迫切需要研究新的治疗方法来降低其病死率和伤残率。而CO具有舒张血管、抑制平滑肌细胞增殖等生物学效应,研究显示,肺血管平滑肌细胞和内皮细胞均有血红素氧合酶(heme oxygenase,HO)蛋白及其活性的表达,是内源性CO生成和释放的重要场所之一,内源性HO/CO系统可能参与了低氧性肺动脉高压的形成。深入研究CO抑制AEC程序性坏死的信号转导通路,为临床上外源性吸入低浓度CO防治新生儿呼吸危重病提供新的理论基础和开发新药提供新思路。方法(一):通过气管插管,气管内注入脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)制备新生大鼠ALI的动物模型;(二):在新生大鼠ALI动物模型腹腔注射一氧化碳释放分子3(Carbon monoxide releasing molecule 3,CORM3)或非活性一氧化碳释放分子3(Inactive carbon monoxide releasing molecule 3,i CORM3)。收集各组肺组织标本进行组织学检测,测定支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中细胞的总数和蛋白质的含量。并同时对各组肺组织应用定量实时定量PCR和western blot的方法来检测Cx43(Connexin43)及坏死相关标志物的表达。(三):采用A549细胞,完成细胞复苏与传代,利用细胞转染技术,研究CO通过下调Cx43水平保护LPS导致的ALI。(四):临床选择机械通气PPHN新生儿,随机给予一氧化氮(Nitric oxide,NO)吸入或CO吸入,收集临床资料,检测相关指标。结果1.气管导管内滴入LPS或者腹腔内注入LPS均可以建立新生大鼠ALI的动物模型。其表现为肺湿/干重比(Lung wet/dry weight ratio,w/d)升高,支气管肺泡灌洗液中总细胞数和蛋白浓度升高。2.LPS导致肺组织损伤这些变化通过腹腔注射给予CORM3后得到显著改善,但给予i CORM3却没有明显效果。3.CORM3能抑制LPS诱导的ALI中Cx43表达升高,过度表达的Cx43能减弱CORM3对肺的保护作用。4.LPS能增加坏死相关标记物MLKL、RIP1、RIP3、FADD的表达,给予CORM3能够明显阻碍这些标记物表达的升高。5.CORM3可减弱LPS诱导的细胞外信号调节激酶(Extracellular regulated protein kinases,ERK)的激活,ERK抑制剂U0126可减弱其对细胞程序性坏死的保护作用。6.吸入NO能降低肺动脉压力(n=8,P<0.05)和吸入CO也能一定程度降低肺动脉压力(n=5,P<0.05)。7.低浓度吸入CO能降低炎症指标白细胞介素1-β、α肿瘤坏死因子、白介素-8、白介素-6的水平(n=5,P<0.05)。结论1.通过气管导管内滴入LPS或者腹腔内注入LPS均可以建立新生大鼠ALI的动物模型,为研究ALI提供更好的动物模型。2.CO减少LPS诱导的ALI肺泡上皮细胞程序性坏死。3.CO通过下调Cx43减少LPS诱导的肺泡上皮细胞程序性坏死。4.CO通过下调Cx43激活的ERK信号通路保护LPS诱导的ALI。5.低浓度CO有抗炎的作用及一定的降低肺动脉压力的作用。