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急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)是一种以中性粒细胞(PMN)肺浸润为主的肺部炎症性损伤,PMN等细胞所释放的各种酶、氧自由基、炎性介质是引起ALI的主要因素。虽然PMN已被确认在ALI的发病中具有核心作用,但PMN是如何被激活的目前还不清楚。 有丝分裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族的组成成员,分布于包括PMN在内的多种细胞中,在生理反应中起到将外源刺激信号从细胞膜传导致胞核的作用。它共有三种形式:细胞外信号调节激酶(ERK),P38MAPK,c-Jun N末端激酶(JNK)。现已发现,PMN中的MAPK,特别是ERK,能被不同的细胞外刺激如有丝分裂原、生长因子、氧化应激和细胞因子等所激活,激活后的ERK可调控cAMP反应结合蛋白(CREB)、核因子IL-6(NF-IL-6)、活化转录因子-2(Activating trans cription factor-2)及AP-1等的活化,进而影响PMN的基因转录和凋亡,可以推测PMN内MAPK的激活可能在ALI的发病中具有重要意义。为此,我们观察了ALI肺泡内PMN的凋亡延迟与MAPK激活之间的关系,以及肺内炎性介质的产生情况,以明确Raf-1→MEK-1→MAPK信号转导系统的激活在ALI发病机制中的作用。 本文通过先给大鼠气管内灌注少量稀盐酸(HCl),24小时后再气管内注入内毒素(LPS,7.5mg/kg)的方法制造实验组大鼠ALI/ARDS模型,而以无菌注射用水气管内灌注作为对照。在注入LPS、无菌注射用水后,分别于不同时间点对实验组及对照组大鼠行肺泡灌洗术,将肺泡灌洗液(BLAF)离心,计数BALF内细胞数及各种细胞比例,测定肺湿-干重比。将分离的正常对照组大鼠外周血PMN分别与ALI组、正常对照组BALF的上清液无菌孵育16、24小时后,用Annexin Ⅴ方法测定PMN的凋亡率,并通过Western blot检测各组PMN内 解放军总医院/军医进修学院博士学位论文 ERK、磷酸化的ERK(P-ERK)的表达情况。同时,取ALI组及正常对照组肺组 织,行病理检查,并采用免疫组化的方法检查了Raf习—MEK习—ePK信号转 导系统的激活情况以及诱导型一氧化氮合酶O 人肿瘤坏死因子口 (TN- )的表达。 结果:()实验组大鼠气管内注入 LPS后,出现明显的呼吸增快、紫甜等 表现,而注入无菌注射用水的对照组则无明显异常;实验组大鼠BALF中的PMN 数量和在白细胞中的比例显著增加,肺的湿-干重比也增大。肺组织病理切片 显示,实验组大鼠双肺出现弥漫性炎症反应,肺泡间隔增厚,肺泡腔充满血性 渗出物,肺泡间隔和肺泡内有大量的 PMN;而对照组则无改变。(2)正常外周 血PMN+正常对照组BALF上清液体外孵育时,在最初的sh内细胞无明显凋亡, 其凋亡比例<10%,sh以后凋亡开始迅速增加,24h时凋亡数达到高峰。而将正 常外周血 PMN与实验组 BALF的上清液共同孵育时,在 16h后虽也出现一定比 例的凋亡,但与同对照组BALF孵育时相比,其凋亡比例显著低于前者 (P<0.01)。此外,16、24h时实验组BALF中PMN的凋亡比例,亦明显低于 正常外周血刚N+对照组BALF孵育16、24h时的凋亡率(P<0.01),且16h与 24h之间的凋亡率无差异(P>0.05)。(3)正常外周血PMN中只有少量的ERK 表达,而无P-ERK出现:实验组SALr内的PMN及与实验组SALF孵育后的正常 外周血PMN,其ERK、P-ERK的表达明显增强;而正常外周血PMN+正常对照组 BALF孵育时,其mK的表达无明显变化,P干RK仅微量表达。K)实验组肺组 织中阳Kl、ERK、P士RK的表达明显增强,但他fl的表达相对较弱。表达部 位主要分布于肺内浸润和渗出的PMN的胞浆内以及部分气道上皮和AM中,肺 泡间隔内也有少量表达。同时,在有MEK-1、ERK、P-ERK表达的肺组织中,也 有iNOS、TNF-口的强表达。而正常对照组肺组织中,这些激酶的表达强度较 弱,仅在个别细胞显示出免疫着色,特别是Rafl和P{RK几乎无表达/、 TNF-a的表达也明显弱于实验组。 8 解放军总医院浑医进修学院博士学位论文 结论:1.采用*-LPS双重打击的方法可以成功地复制类似于误吸后的 ALI八RDS模型。2.ALI大鼠BALF内的PMN存在着凋亡延迟,这种凋亡延迟与 ALI大鼠的BALF有关。ALI大鼠的BALF可使正常外周血PMN的凋亡发生延迟, 因而使肺泡内的PMN生存时间延长,加重ALI的肺泡炎。3.ALI肺泡渗出液内 的PMN中有ERK、P-ERK的表达,P-ERK占ERK的比例增大,提示ERK被激活; ALI的BALF能使正常外周血PMN中mK、P-ERK的表达增强,P-ERK/ERK值增 加。说明札 肺泡内刚N