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研究背景:随着围产医学的不断发展,早产儿的存活率不断提高,早产儿的严重并发症-支气管肺发育不良(BPD)也随之增多,已成为影响早产儿存活和远期生存质量的重要问题。目前BPD发病机制未完全阐明,高氧是其高危因素之一。高氧可通过多种途径引起肺损伤,导致肺泡、肺微血管发育不良及间质纤维化,促进BPD发生。成纤维细胞生长因子(FGF)家族是一类多效能的促增殖生长因子,在肺发育、肺损伤修复及肺纤维化等生理及病理过程中发挥重要作用。在高氧或炎症性BPD动物模型中,已证明FGF水平紊乱与BPD发生密切相关。FGF-1、FGF-2是FGF家族中最早发现也是研究最多的亚型,但高氧对细胞FGF-1、FGF-2的直接影响目前尚不明确。作为临床最常用的BPD治疗药物—地塞米松(DEX),是否可保护高氧性细胞损伤?调节FGF-1、FGF-2是否可能是地塞米松保护高氧性细胞损伤的机制之一?本研究拟利用人胚肺成纤维细胞(MRC-5)制作高氧细胞损伤模型,从分子水平上探讨地塞米松治疗BPD的可能机制,为地塞米松治疗BPD提供理论依据。 目的: 1.观察95% O2诱导MRC-5细胞损伤的最佳时间,制作高氧细胞损伤模型,筛选DEX的最佳工作浓度进行后续实验。 2.观察95% O2对MRC-5细胞FGF-1、FGF-2及miRNA-16的影响,以及DEX的干预效应,探讨DEX干预高氧性细胞损伤的可能机制。 方法: 1.取对数生长期的MRC-5细胞随机分为空气组、高氧组、高氧+DEX组。空气组直接置于普通培养箱(21% O2)中,高氧组置于含95% O2的高氧环境中,高氧+DEX组置于高氧环境前加入不同浓度的DEX(DEX浓度分别为10-4、10-6、10-8、10-9、10-10、10-11、10-12 mol/L),分别于24h、48h、72h用MTT法检测各组细胞的增殖活性。ELISA法检测48h时各组细胞(高氧+DEX组中DEX浓度为10-9 mol/L)培养上清中IL-6蛋白浓度。 2.取对数生长期的MRC-5细胞随机分为空气组、高氧组、高氧+DEX组(DEX浓度为10-9 mol/L)。培养48h,实时荧光定量PCR法检测各组细胞FGF-1、FGF-2及miRNA-16 mRNA的表达水平,Western blot法检测FGF-1、FGF-2蛋白含量。 结果: 1.高氧对MRC-5细胞增殖和IL-6分泌的影响及DEX浓度的筛选 1.1高氧对MRC-5细胞增殖和IL-6分泌的影响 1.1.1高氧对MRC-5细胞增殖活性(OD值)的影响:24h、48h、72h时高氧组OD值分别为0.78±0.02、0.89±0.03、0.76±0.03,空气组OD值分别为0.80±0.04、1.03±0.05、1.12±0.05。同一时间点不同组相比,高氧组OD值均低于空气组,24h时差异无统计学意义(t=1.375,P=0.206),48h、72h差异有统计学意义(t=3.827,P=0.005;t=5.886,P=0.000);高氧组不同时间点比较,48h时OD值最高。因此选择48h作为后续实验的时间点。 1.1.2高氧对MRC-5细胞IL-6分泌的影响:培养48h,IL-6蛋白水平高氧组为3483±433 pg/ml,空气组为2364±306 pg/ml,两组比较差异有统计学意义。 1.2 DEX对高氧暴露下MRC-5细胞增殖及IL-6分泌的影响 1.2.1不同浓度DEX对高氧暴露下MRC-5细胞增殖活性(OD值)的影响:与高氧组相比,各时间点高氧+DEX组OD值均增高,24h、48h、72h差异均有统计学意义。各时间点随DEX浓度降低OD值增高,10-9 mol/L时出现峰值,之后随着DEX浓度降低OD值下降。因此选择10-9 mol/L作为DEX的最佳工作浓度进行后续实验。 1.2.210-9mol/L DEX对高氧暴露下MRC-5细胞IL-6分泌的影响:IL-6蛋白水平高氧+DEX组为2364±388 pg/ml,高氧组为3483±433 pg/ml,两组比较差异有统计学意义。 2. DEX对MRC-5细胞FGF-1、FGF-2及miRNA-16的影响 2.1 DEX对MRC-5细胞FGF-1、FGF-2及miRNA-16 mRNA表达的影响:FGF-1 mRNA水平高氧组(0.22±0.15)较空气组(1.04±0.15)下调,高氧+DEX组(0.61±0.20)较高氧组上调,差异有统计学意义;FGF-2 mRNA水平高氧组(2.09±0.24)较空气组(1.18±0.26)上调,高氧+DEX组(1.64±0.30)较高氧组下调,差异有统计学意义;miRNA-16 mRNA水平高氧组(2.49±0.52)较空气组(1.08±0.18)上调,高氧+DEX组(1.43±0.25)较高氧组下调,差异有统计学意义。 2.2 DEX对MRC-5细胞FGF-1、FGF-2蛋白合成的影响:FGF-1蛋白水平高氧组(0.2±0.03)低于空气组(0.6±0.04),高氧+DEX组(0.5±0.04)高于高氧组,差异有统计学意义;FGF-2蛋白水平高氧组(1.2±0.07)高于空气组(0.4±0.03),高氧+DEX组(0.7±0.07)低于高氧组,差异有统计学意义。 结论: 1.95% O2可抑制MRC-5细胞增殖、促进IL-6分泌,在一定范围内随时间延长增殖抑制效应增强;95% O2刺激48h可制造较好的高氧细胞损伤模型;DEX可部分逆转高氧所致的细胞增殖受抑及IL-6分泌,10-9 mol/L为最佳浓度; 2.95% O2可诱导MRC-5细胞FGF-1 mRNA及其蛋白水平下降、FGF-2 mRNA及其蛋白水平上升、miRNA-16 mRNA水平上调,DEX可部分逆转上述作用,由此推测,上调FGF-1 mRNA及其蛋白水平,下调FGF-2 mRNA及其蛋白水平和下调miRNA-16 mRNA水平可能是DEX干预高氧性损伤的机制。