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背景:糖尿病是多种因素引起的代谢紊乱综合症,目前已经成为全球性的重大公共卫生问题,其慢性并发症的共同基础是多器官系统的微血管和大血管的病变。肺脏含有极为丰富的微血管,近年来大量国内外研究表明,肺组织也是糖尿病损伤的重要的靶器官之一[1]。因此,糖尿病肺损伤已经成为糖尿病领域的重要课题,研究其发病机制对预防和治疗这一疾病具有极其重要的意义。研究还表明,慢性炎症参与了 2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)及胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)的发病机制,免疫系统的慢性持续性激活在糖尿病的发病中发挥重要作用[2]。大量的炎性细胞因子在糖尿病肺损伤的发病过程中扮演着重要的角色。Janus激酶/信号转导和转录活化因子(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription,JAK/STAT)信号通路是多种炎症细胞因子信号转导的共同通路之一,可转导多种细胞因子的细胞内信号[3]。有研究表明:JAK/STAT信号通路能调节大量的基因并传导生物学信号,并能参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等诸多重要的生物学过程[4]。这也可能是长期高血糖的慢性炎性刺激激活炎性细胞因子并参与糖尿病肺损伤的重要机制。细胞因子信号转导抑制分子(suppressor of cytokine signaling,SOCS)是一种细胞因子信号阻抑蛋白,可通过对JAK/STAT通路的负反馈作用来调节炎症因子的释放,从而起一定的抑炎作用,在多种疾病中均有重要的调节作用[5]。SOCS蛋白是目前研究最为深入的负反馈调节蛋白,CIS/SOCS家族包含CIS、SOCS1～SOCS7[6],其中,SOCS3为SOCS家族的重要成员,在肺脏的分布较多,可被多种炎症因子和抗炎因子诱导表达,并抑制多种免疫分子的信号转导,且在病毒感染、炎症性肠病、肿瘤、肥胖等疾病的发生、发展中发挥重要作用[7]。目的:研究高糖刺激A549细胞后,SOCS3,p-JAK2和p-STAT3的影响及其在肺脏细胞表达的相互关系,验证过表达SOCS3能负性调控高糖刺激A549细胞时JAK2/STAT3信号通路的激活,并提示SOCS3可能参与糖尿病肺损伤的保护作用。方法:1.随机将A549细胞分为3组:(1)低糖组(NG组);(2)高糖组(HG组);(3)渗透压对照组(OG组)。采用高糖刺激48 h,建立人Ⅱ型肺上皮细胞损伤模型。分别采用CCK-8法和LDH细胞毒性释放实验检测细胞活性,测定IL-6和TNF-α含量,并采用 Western blot 法检测 A549 细胞 SOCS3,JAK2,STAT3,p-JAK2 和p-STAT3蛋白的表达。2.随机将A549细胞分为6组:(1)低糖组(NG组);(2)高糖组(HG组);(3)渗透压对照组(OG组);(4)高糖+抑制剂AG490组(HG+AG490组);(5)高糖+pcdna3.1Vector 空质粒转染组(HG+SOCS3-组);(6)高糖+pcdna3.1 SOCS3 质粒转染组(HG+SOCS3+组)。采用高糖刺激48h,建立人Ⅱ型肺上皮细胞损伤模型。分别采用CCK-8法和LDH细胞毒性释放实验检测细胞活性,测定IL-6和TNF-α含量,并采用 Western blot 法检测 A549 细胞 SOCS3,JAK2,STAT3,p-JAK2和p-STAT3蛋白的表达。结果:1.倒置显微镜下,与NG组相比,HG组细胞富集,形态发生了显著的变化,体积变小,缩短,细胞核皱缩,胞浆中出现空泡;在HG组,CCK-8测定的A549细胞成活率显著降低,LDH活性显著升高(P<0.05);炎性反应水平中,HG组的IL-6、TNF-α水平显著升高(P<0.05);HG 组,p-JAK2、p-STAT3 和 SOCS3 蛋白表达水平明显增加(P<0.05);2.倒置显微镜下,与HG组相比,SOCS3的过表达能够显著地保护细胞形态完整;在HG+SOCS3+组,CCK-8测定的细胞成活率均显著升高,LDH活性显著降低(P<0.05),而HG+SOCS3+组与HG+SOCS3-组相比,CCK-8水平也显著升高,LDH活性更低(P<0.05);炎性反应水平中,与HG组相比,HG+AG490组和HG+SOCS3+组的IL-6、TNF-α水平显著降低,而HG+SOCS3+组的IL-6、TNF-α水平降低更为显著(P<0.05),而HG+SOCS3+组与HG+SOCS3-组相比,IL-6、TNF-α水平也显著下降(P<0.05);蛋白表达水平中,与HG组相比,HG+AG490组和HG+SOCS3+组的 p-JAK2 和 p-STAT3 表达显著降低(P<0.05),而 HG+SOCS3+组与HG+SOCS3-组相比,p-STAT3蛋白表达水平显著下降(P<0.05)。结论:1.高糖可以导致A549细胞损伤,SOCS3表达升高,并激活JAK2/STAT3信号通路,使信号蛋白JAK2和STAT3的磷酸化增强,引起一系列炎性反应。2.JAK2特异性抑制剂AG490能够降低高糖刺激下STAT3的磷酸化,过表达SOCS3基因可能通过对JAK2/STAT3信号通路的负反馈作用而抑制高糖诱导的细胞炎性反应,从而发挥其对A549细胞的保护作用。