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目的:
1.建立新生大鼠高氧肺损伤模型;2.了解高氧肺损伤急性期肺组织中c-Jun氨基末端蛋白激酶(JNK)、TNF-α的转录和表达情况,以及在不同的时间点是否有差异?3.观察盐酸右美托咪啶对高氧肺损伤急性期JNK、TNF-α的转录和表达是否有影响?对高氧肺损伤急性期炎症反应是否有影响?
方法:
1.实验动物分组及动物模型建立:
72只3-5天左右的新生Sprague Dawley(SD)大鼠随机分为4组:
空气对照组(Ⅰ);高氧组(Ⅱ);高氧+10倍临床剂量盐酸右美托咪啶(Dexmedetomidine)(Ⅲ)组;高氧+临床剂量盐酸右美托咪啶(Ⅳ)组,每组18只。再按实验时间点1、3、7天分为三个亚组,每个亚组6只。Ⅰ组置于空气中,其它三组置于高氧箱中,保持箱内氧气浓度在90-95%之间;Ⅲ组和Ⅳ组每天于同一时间点从腹腔注射药物盐酸右美托咪啶(江苏恒瑞医药股份有限公司),前者剂量为5μg/kg,后者剂量为0.5μg/kg。
2.标本采集
于设定的时间点分别对四组实验动物采取断头法处死,打开胸腔迅速取出肺组织备检,其中左肺主要用于病理切片的组织学检测和细胞凋亡指数的检测;右肺组织用于JNK、TNF-αmRNA及其蛋白产物的检测,以及肺湿/干重比的检测。
3.病理学观测:
取左肺用于固定、包埋、病理切片,用于常规HE染色,观察肺组织病理学变化,并拍照存档。
4.肺湿/干重比检测:
取部分右肺组织称量后置于烤箱中测肺湿/干重比。
5.细胞凋亡指数检测:
取上述病理切片,用TUNEL法检测肺组织细胞凋亡指数,胞核呈现棕黄色为阳性细胞.每张切片随机选5个高倍镜(×400)非重叠视野,记数每个视野的凋亡指数(阳性细胞数/总细胞数×100%)。
6.JNK、TNF-α蛋白检测(Western Blot法):
取少量大鼠右肺,双蒸水沈去血,滤纸吸干,-80℃冻存,提取总蛋白后以WesternBlot法检测NK、TNF-α蛋白的量,并分别与空气对照组比较。
7.JNK、TNF-αmRNA检测(RT-PCR方法):
肺组织总RNA提取后,以RT-PCR方法检测JNK、TNF-α mRNA,并分别与空气对照组比较。
结果:
1.一般情况
Ⅰ组实验动物精神状态佳、活动灵活,呼吸平稳,,体重增长稳定。Ⅱ组实验动物精神状态差、行为迟钝、活动少,呼吸急促,体重增长差。Ⅲ组实验动物精神状态尚佳、活动尚灵活,呼吸稍促,体重增长尚理想,但不如空气组。Ⅳ组实验动物精神欠佳,呼吸促,活动不灵活,体重增长欠佳。
2.肺组织病理观察
2.1大体观察
Ⅰ组两肺色泽红润,富有弹性,质软;Ⅱ组两肺苍白水肿,部分肺叶有出血,质地较韧。Ⅳ组同Ⅱ组相比变化不明显;Ⅲ组两肺在充血水肿的基础上有少许苍白水肿,少许肺叶出血,质地中。
2.2肺组织病理切片
Ⅰ组肺泡结构完整,大小较均匀,肺泡间隔增多、变薄,肺泡数目多;Ⅱ、Ⅳ组肺泡数目明显减少,肺泡体积增大、间隔增宽,肺间隔断裂,肺组织结构紊乱,毛细血管扩张、充血明显,炎症细胞浸润严重,肺泡腔内可见较多的粉色渗出液。Ⅲ组光镜下病理组织学改变介于Ⅰ组和Ⅱ组之间。
3.肺组织细胞凋亡指数的变化:
实验3d、7d时,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组肺组织细胞凋亡指数均较Ⅰ组明显升高(P<0.05),但Ⅲ组较Ⅱ、Ⅳ组低(P<0.05);Ⅳ组与Ⅱ组差异不大(P>0.05)。
4.肺组织湿干重比值(W/D):
实验1d时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组W/D无明显差异(P>0.05)。
实验3d、7d时Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组W/D均较Ⅰ组明显升高(P<0.05)但Ⅲ组较Ⅱ、Ⅳ组低(P<0.05);Ⅳ组与Ⅱ组差异不大(P>0.05)。
5.JNK、TNF-αmRNA及其蛋白产物在各组肺组织中的表达:
5.1 TNF-αmRNA及蛋白变化:
实验1d、3d、7d时Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组肺组织中TNF-αmRNA和蛋白均较Ⅰ组明显升高(P<0.05),且随时间的延长增高趋势加大;但Ⅲ组较Ⅱ、Ⅳ组低(P<0.05);Ⅳ组与Ⅱ组差异不大(P>0.05)。
5.2 JNK mRNA及蛋白变化:
实验1d、3d、7d时Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组肺组织中JNK mRNA和蛋白均较Ⅰ组明显升高(P<0.05),且随时间的延长增高趋势加大;但Ⅲ组较Ⅱ、Ⅳ组低(P<0.05);Ⅳ组与Ⅱ组差异不大(P>0.05)。
结论:
1.长期的吸入高浓度氧能导致新生大鼠的急性肺损伤,病理表现为毛细血管扩张、充血,肺泡上皮细胞肿胀,肺泡间质肿胀,炎症细胞浸润,以中性粒细胞为主,肺泡数目明显减少,肺泡体积增大、间隔增宽,较多的肺间隔断裂,肺组织结构紊乱,肺泡腔内可见较多的粉色渗出液。
2.JNK、TNF-α蛋白和mRNA在新生大鼠高氧肺损伤时早期(1天)即有高表达,且随时间的延长增高趋势加大,7天时表达最强,提示其在高氧肺损伤早期及其病程进展过程中有重要的作用。
3.盐酸右美托咪啶可以下调高氧肺损伤时JNK、TNF-α的转录和表达,并呈剂量依赖效应,大剂量盐酸右美托咪啶可以明显减轻肺部炎症反应和肺水肿,从而对高氧肺损伤有一定的保护作用。