急性呼吸窘迫综合症早期特征是肺微血管内皮细胞(PMECs)损伤后通透性增高，肺泡与肺间质内积聚大量的水肿液，肺微血管内皮完整性是治疗和预防发生ARDS的重要环节。Beta-肾上腺素受体(Beta-adrenergic receptorβ-AR)在调控内皮细胞过程中发挥重要作用。β-ARs具有三种亚型，β1-AR和β2-AR主要在心脏、肺脏等重要脏器血管系统发挥一定的作用，而β3-AR主要与脂肪组织相关。受体信号通路的激活与受体的内吞、脱敏、循环和降解等密切相关，任何影响这些过程的因子都可能对内皮细胞的功能发挥调节作用。我们既往研究表明Rab1可调节β-AR在细胞膜上的表达，从而调控LPS损伤肺微血管内皮细胞过程的机制，为临床药物干预提供了新的靶点和策略。Rab5作为Ras超家族的一个成员，主要有Rab5a、Rab5b和Rab5c三种亚型，研究最多的是Rab5a。在HEK293、cos-1等细胞，Rab5主要调控细胞囊泡从细胞膜向早期内涵体的锚定和融合，同时其介导的内吞过程可能参与激动剂诱导的受体下调。但是，在肺微血管内皮细胞，Rab5介导β-ARs的内吞和下调的机制以及对屏障功能和通透性的调控作用尚未研究。本实验利用LPS处理大鼠肺微血管内皮细胞，模拟急性呼吸窘迫综合症的细胞病理，转染野生型和负性突变体的Rab5a以及小干扰RNA，研究了Rab5a调控肺微血管内皮细胞β-AR胞内运输、膜上的表达、内吞和下调等过程的机制，同时，研究了β-AR信号通路的激活与内皮细胞紧密连接和粘附连接的调控关系，以及Rab5a如何参与调控β-AR信号通路调节肺微血管内皮细胞屏障功能及渗透性。研究方法：1.采用原代培养技术培养大鼠PMECs，并对其进行综合鉴定：CD34、BSI、Ⅷ因子，同时观察各代细胞的结构和亚结构。2.实时细胞监测仪iCELLigence系统对细胞屏障功能进行实时监测。3.运用WesternBlot检测LPS处理RPMECs后occludin蛋白和VE-cadherin蛋白在膜和浆内表达情况。4.应用荧光显微镜观测转染Rab5a WT、Rab5a S34N、Rab5a siRNA后β2肾上腺素受体在细胞内的亚定位。5.应用内吞实验和下调实验检测转染Rab5aWT、Rab5asiRNA后β2肾上腺素受体的内吞和下调变化。6.运用ELISA法检测RPMECs经LPS处理以及转染Rab5asiRNA后监测细胞指数改变。研究结果：1.综合鉴定结果显示：CD34，Ⅷ因子和BSI结合试验阳性，电镜下可见细胞膜，细胞核，内质网，线粒体及溶酶体等亚结构。2.LPS处理RPMECs后细胞指数呈时间和浓度依赖形式降低，屏障功能在6-8h之间破坏最明显。同时，occludin蛋白和VE-cadherin蛋白在膜上的表达显著降低。β2肾上腺素受体激活能减弱细胞指数的降低程度，同时也能抑制两种连接蛋白的减低。3.正常情况下，β2-AR主要聚集在胞膜，加入激动剂ISO后，主要聚集在胞浆；转染Rab5aWT后，β2-AR主要聚集在胞膜，加入激动剂ISO后，主要聚集在胞浆；转染Rab5asiRNA后，β2-AR主要聚集在胞膜，加入激动剂ISO后，仍然聚集在胞膜。4.转染Rab5aS34N和Rab5asiRNA后，膜表面β-AR分别增加23.9%和28.3%，β2-AR分别增加32.1%和35.6%，转染Rab5aWT无明显改变。LPS处理RPMECs后β2-AR降低42%，可被Rab5aS34N和Rab5asiRNA分别提高39%和37%。5.[3H]-CGP12177诱导的受体内吞在30min时达到最高，Rab5asiRNA显著抑制内吞速率；Rab5aWT无明显作用。ISO诱导的受体下调在16h达到最低，Rab5asiRNA显著抑制受体下调；Rab5a无明显作用。6.Rab5a基因下调后对内皮屏障功能无明显改变，但转染后加入激动剂ISO或ISO/Atenolol后，LPS对内皮屏障功能的破坏作用较正常组明显减弱。同时，内皮细胞对BSA的通透性也有相似的改变。结论：1.β2-AR信号通路对LPS导致的RPMECs屏障功能的破坏有一定的保护作用。2.Rab5a可调节β2-AR的胞内转运和膜上的表达。3.Rab5a通过调节β2-AR调控RPMECs的屏障功能和对大分子的渗透性。