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目的通过检测人群外周血、A549及BEAS-2B细胞在香烟烟雾提取物(Cigarette smoke extract,CSE)处理后的磷酸二酯酶4D(phosphodiesterase 4D,PDE4D)、前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)、腺苷-3’,5’-环化一磷酸(Cyclic Adenosine monophosphate,c AMP)的表达,探讨PDE4D在慢阻肺发生发展过程中的作用机制。方法收集69例慢阻肺患者和62例同期健康对照者的外周血;将A549及BEAS-2B分别用3%CSE、10%CSE处理48h后将处理组中分别加入2n M和1μM的罗氟司特,将两种细胞各分为未处理组、CSE处理组、低浓度罗氟司特(2n M)处理组、高浓度罗氟司特(1μM)处理组。通过实时定量PCR、酶联免疫吸附剂测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)及蛋白印迹法(Western Blotting)检测外周血和细胞中PDE4D、PGE2、c AMP的表达。结果在人群外周血研究中,与健康对照者相比,慢阻肺患者PDE4D基因表达量增加(1.098±0.3033 N=62 vs 2.463±0.2592 N=69,p<0.001),ELISA检测结果慢阻肺患者PDE4D(2.763±0.3616 N=62 vs 5.312±1.034 N=69,p<0.05)、PGE2(998.1±78.96N=39 vs1631±224.9 N=43,p<0.05)表达量增加,c AMP表达量下降(1975±437.2 N=39vs975.4±119.9 N=43,p<0.05);在细胞研究中,A549组:实时定量PCR检测3%CSE处理组PDE4D基因表达量增加(1.015±0.1278 vs 12.39±1.158,p<0.001),与3%CSE处理组相比,加入2n M罗氟司特后,PDE4D基因表达量下降(12.39±1.158 vs 3.360±0.4531,p<0.01),加入1μM罗氟司特后,PDE4D基因表达量下降(12.39±1.158 vs 1.200±0.2212,p<0.001);ELISA检测与未处理组相比,3%CSE处理组PDE4D蛋白表达量增加(10.07±0.01522 vs 13.12±0.3932,p<0.01),与3%CSE处理组相比,加入2n M罗氟司特后,PDE4D蛋白表达量无显著变化(13.12±0.3932 vs 11.99±0.7162,p>0.05),加入1μM罗氟司特后PDE4D蛋白表达量下降(13.12±0.3932 vs 9.812±0.1830,p<0.01);3%CSE处理组PGE2表达量增加(587.3±65.66 vs 920.9±58.62,p<0.01),加入2n M罗氟司特(920.9±58.62 vs 720.4±35.65,p<0.05)和1μM罗氟司特(920.9±58.62 N=12 vs 538.7±22.55 N=9,p<0.001)后,PGE2表达量均下降;3%CSE处理组c AMP表达量下降(3.547±0.04364 vs 0.8125±0.1084,p<0.001),加入2n M罗氟司特(0.8125±0.1084 vs 1.250±0.08699,p<0.05)和1μM罗氟司特(0.8125±0.1084 vs 5.719±0.08714,p<0.001)后,c AMP表达量均增加。BEAS-2B组:实时定量PCR检测10%CSE处理组PDE4D基因表达量增加(1.030±0.1677 vs 7.890±1.117,p<0.01),与10%CSE处理组相比,PCR检测10%CSE处理组PDE4D基因表达量增加(1.030±0.1677 vs 7.890±1.117,p<0.01),与10%CSE处理组相比,加入2n M罗氟司特后,PDE4D基因表达量无显著变化(7.890±1.117 vs 7.950±0.7797,p<0.05),加入1μM罗氟司特后,PDE4D基因表达量下降(7.890±1.117 vs 1.352±0.1448,p<0.01);ELISA检测与未处理组相比,10%CSE处理组PDE4D蛋白表达量增加(10.31±0.5739 vs 16.72±1.590,p<0.05),加入2n M罗氟司特后,PDE4D蛋白表达量无显著变化(16.72±1.590 vs 15.76±0.9673,p>0.05),加入1μM罗氟司特后PDE4D蛋白表达量下降(16.72±1.590 vs 11.57±0.5055,p<0.05);10%CSE处理组PGE2表达量增加(502.3±43.98 vs 705.0±85.05,p<0.05),与10%CSE处理组PGE2相比加入2n M罗氟司特后,PGE2表达量无显著变化(705.0±85.05 vs 808.2±61.87,p>0.05),加入1μM罗氟司特后,PGE2表达量下降(705.0±85.05vs 381.5±56.52,p<0.05);10%CSE处理组c AMP表达量下降(5.914±0.01393 vs 3.989±0.1717,p<0.001),加入2n M罗氟司特后(3.989±0.1717 vs 3.979±0.2480,p>0.05),c AMP表达量无显著变化,加入1μM罗氟司特后,c AMP表达量增加(3.989±0.1717 vs5.558±0.1174,p<0.01);蛋白印迹法检测PDE4D蛋白表达结果中,A549 3%CSE处理组(2.014±0.1574)与未处理(1.951±0.1353)间PDE4D蛋白表达无明显差异(p>0.05)加入2n M罗氟司特处理组(1.821±0.01671)和入1μM罗氟司特处理组(1.594±0.2107)也未能引起PDE4D蛋白表达的显著变化(p>0.05),而BEAS-2B中,10%CSE处理组(1.252±0.06915)PDE4D表达量较未处理组(0.9388±0.08469增加(p<0.05),加入2n M罗氟司特(0.8970±0.04827)和1μM罗氟司特(0.7987±0.09246)后,PDE4D蛋白表达量均下降(p<0.05)。结论⑴与健康对照者相比,慢阻肺患者外周血中PDE4D表达明显增加。⑵CSE可以通过模拟吸烟引起的慢阻肺为罗氟司特的临床用药提供依据。⑶CSE诱导PDE4D和PGE2表达上调,使c AMP表达下降,因此CSE可能通过调控PDE4D及相关通路上PGE2、c AMP等因子表达参与慢阻肺发病。⑷罗氟司特目前作为PDE4抑制剂已应用于临床,该研究发现其可有效抑制CSE诱导的PDE4D上调来治疗慢阻肺,因此PDE4D可能成为日后治疗慢阻肺的新靶点,但还需进一步研究探索PDE4D参与慢阻肺发病的详细机制,使得在有效治疗慢阻肺的同时,降低药物带来的副作用和不良反应。