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目的: 探讨外源性促红细胞生成素后处理对再灌注损伤肺的保护作用及机制。 方法: 1.把40只实验的雄性大鼠(体重200~250g)随机分成5组,每组有8只:即假手术对照组(C组)、肺缺血/再灌注组(LIR组)、肺缺血/再灌注+促红细胞生成素组(EPO组)、促红细胞生成素+溶剂对照组1(0.4%DMSO的PBS溶液)(D组)、促红细胞生成素+U0126(U组)。腹腔注射5%水合氯醛,麻醉后仰卧固定在鼠台,予以气管插管,机械通气,左侧开胸,游离左肺门,动脉夹夹闭,复制在体大鼠原位单肺缺血/再灌注模型。C组游离左肺门后不夹闭肺门,观察150min; I/R组游离并夹闭左肺门造成缺血30min,松开动脉夹再灌注120min;EPO组在再灌注同时尾静脉注射促红细胞生成素3000U/kg,其余操作同LIR组;D组缺血前给予7.5ml/kg体重的0.4%DMSO的PBS溶液,余同EPO组;U组缺血前尾静脉注射ERK1/2信号转导通路的特异拮抗剂0.3mg/kgU0126(0.3mgU0126溶于7.5m10.4%DMSO的PBS溶液)。 2.实验后取颈动脉血检测血清丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性、髓过氧化物酶(MPO)活性等生化指标的变化。 3.采用原位末端标记法(TUNEL)检测肺组织凋亡情况,并计算凋亡指数(AI)。 4.取肺组织测肺的湿/干重比(W/D)。 5.免疫组织化学、RT-PCR法测定肺组织Bcl-2、Bax及Bcl-2mRNA、BaxmRNA表达。 6.在光镜及电子显微镜下观察肺组织形态学结构的改变,并测定肺损伤组织学定量评价指标(IQA)。 结果: 1.与C组比较,LIR组血清SOD活力显著降低,MDA含量、MPO活力显著升高(P均<0.01);EPO组、D组、U组与LIR组相比,MDA含量、MPO活力显著降低,SOD活力升高(P<0.05或P<0.01);D组与EPO组比较两者无明显差异(P均>0.05),U组与EPO组相比,SOD活力显著降低,MDA含量、MPO活力显著升高(P均<0.01)。 2.与C组比较,LIR组肺组织W/D、IQA值显著升高(P均<0.01);EPO组、D组、U组与LIR组相比,肺组织W/D、IQA值显著降低(P均<0.01);D组与EPO组相比,W/D、IQA值无明显差异(P均>0.05),U组与EPO组相比,U组肺组织W/D、IQA值显著升高(P均<0.01)。 3.TUNEL法测得,LIR凋亡指数显著高于C组,D组、U组、EPO组AI显著低于LIR组(P均<0.01),D组与EPO组相比无明显差异(P>0.05),U组显著高于EPO组。 4.免疫组化检测各组肺组织Bcl-2、Bax蛋白显示:在C组Bcl-2呈高水平表达、Bax表达不明显,LIR组表达较C组Bcl-2表达明显下降、Bax明显上调,同时Bcl-2/Bax的比值降低(P均<0.01);与LIR组比较,D组、U组、EPO组Bcl-2蛋白表达增强,Bax表达减弱,Bcl-2/Bax的比值增高(P均<0.01);与EPO组相比,D组无明显差异(P>0.05),U组Bcl-2蛋白表达下降、Bax上调,同时Bcl-2/Bax的比值降低(P均<0.01)。Bcl-2与Bax阳性细胞主要分布于血管内皮细胞、肺泡上皮细胞及支气管上皮细胞。 5.RT-PCR检测肺组织Bcl-2、Bax mRN显示:在C组Bcl-2 mRNA呈高水平表达、Bax mRNA表达不明显;LIR组较C组Bcl-2 mRNA表达明显下降、BaxmRNA明显上调,同时Bcl-2/Bax的比值降低(P均<0.01);与LIR组比较,D组、U组、EPO组Bcl-2 mRNA表达增强,Bax mRNA表达减弱,同时Bcl-2/Bax的比值升高(P<0.05或P<0.01);与EPO组相比,D组无明显差异(P>0.05),U组Bcl-2 mRNA蛋白表达下降、Bax mRNA上调,同时Bcl-2/Bax的比值降低(P<0.01)。 6.光镜检查:C组肺间质及肺泡细胞结构基本正常,未见明显炎性细胞;LIR组肺组织出现弥漫改变,肺间质水肿,肺泡内可见较多红细胞渗出,炎症细胞浸润,偶可见肺部实性变;D组、EPO组与LIR组比较,肺组织细胞损伤明显减轻,肺间质水肿减轻,肺泡内红细胞渗出减少,炎症细胞聚集减少;U组肺组织细胞损伤较EPO组加重,炎症细胞浸润增多,肺泡内红细胞渗出增多,肺间质水肿加重。 7.电镜观察发现:C组肺泡Ⅰ型、Ⅱ型上皮细胞和毛细血管内皮细胞结构正常;LIR组肺内毛细血管腔塌陷,肺泡腔中有大量渗出,巨噬细胞活跃,Ⅰ型肺泡上皮细胞水肿,吞饮小泡减少,细胞核固缩,核内染色质边集,Ⅱ型肺泡上皮细胞绒毛减少,线粒体水肿,线粒体脊消失,核膜扩张,细胞核固缩,板层小体减少、空泡化并大量脱落到肺泡腔内;EPO组肺内细胞损伤明显减轻,毛细血管腔光滑,未见塌陷,血管内皮细胞剥落减少,细胞核比较疏松,肺泡腔内渗出减少,巨噬细胞活跃,Ⅰ型肺泡上皮细胞吞饮小泡增加,Ⅱ型肺泡上皮细胞绒毛脱落减少,板层小体增加,线粒体水肿减轻,线粒体脊可见;D组肺组织损伤明显减轻,血管内皮细胞轻度肿胀,肺泡腔内渗出减少,巨噬细胞不活跃,Ⅰ型肺泡上皮细胞吞饮小泡增加,微绒毛及板层小体结构未见明显改变,肺泡隔较正常厚;U组肺组织损伤较EPO组加重,肺内毛细血管腔内部分塌陷,巨噬细胞活跃,肺泡腔内有渗出,Ⅰ型肺泡上皮细胞吞饮小泡有减少,Ⅱ型肺泡上皮细胞绒毛有所减少。 结论: 促红细胞生成素可能通过抑制中性粒细胞的激活、聚集,提高机体的抗氧化能力,激活ERK1/2信号转导通路,导致抗凋亡基因Bcl-2上调,促凋亡基因Bax下调,提高Bcl-2/Bax比值以减少肺组织细胞凋亡,从而拮抗肺缺血再灌注损伤。