短链脂肪酸对脂多糖诱导的大鼠急性呼吸窘迫综合征的影响及作用机制

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目的:通过观察短链脂肪酸(SCFAs)对脂多糖(LPS)诱导的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)大鼠的影响,研究MAPK和NF-κB信号通路在其中的作用,探讨SCFAs对ARDS的影响及可能的干预机制。方法:20只雄性SD大鼠,随机分为对照组、模型组(ARDS组)、低剂量SCFAs组和高剂量SCFAs组,分别予以生理盐水(NS)、NS、低剂量SCFAs(乙酸钠300mg/kg,丙酸钠100mg/kg,丁酸钠100mg/kg)、高剂量SCFAs(乙酸钠600mg/kg,丙酸钠200mg/kg,丁酸钠200mg/kg)灌胃7天(1次/天)。干预结束,对照组大鼠气管内灌注NS,剩余组气管内灌注LPS(5mg/kg)制备大鼠ARDS模型。造模12h后处死大鼠,检测腹主动脉血氧分压(Pa O2)、右肺组织含水量(以湿重/干重表示,即W/D);HE染色观察大鼠左肺上叶组织病理切片并评估肺损伤程度;ELISA检测动脉血清和支气管肺泡灌洗液(BALF)中促炎/抗炎因子TNF-α、IL-6、IL-10的浓度;Western bloting检测左肺下叶组织MAPK和NF-κB信号通路JNK、p-JNK、ERK、p-ERK、p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB p65、p-NF-κB p65(p表示磷酸化)蛋白表达;免疫组化(IHC)检测结肠中紧密连接蛋白ZO-1、Occludin表达。结果:与对照组相比,模型组ARDS大鼠呼吸受到抑制,表现为Pa O2下降,肺组织发生广泛水肿、肺W/D升高,肺病理切片镜下可见肺泡结构破坏和炎性细胞浸润等,肺损伤评分升高。血清和BALF中促炎因子TNF-α、IL-6浓度明显增高,抗炎因子IL-10水平上升,肺组织p-JNK、p-ERK、p-p38MAPK、p-NF-κB p65蛋白表达量显著升高,而结肠组织免疫组化示肠道屏障结构蛋白ZO-1、Occludin表达明显减少(均P<0.05)。与模型组大鼠相比,低、高剂量SCFAs组Pa O2升高,W/D下降,肺组织病理损伤程度及评分降低,血清及BALF中炎症因子TNF-α、IL-6浓度下降,抗炎因子IL-10浓度明显增高,且肺组织中p-JNK、p-ERK、p-p38 MAPK、p-NF-κB p65蛋白相对表达量降低,而结肠组织切片中ZO-1,Occludin蛋白表达增多(均P<0.05)。与低剂量SCFAs组相比,高剂量SCFAs组上述指标改善更明显(均P<0.05)。结论:SCFAs作用广泛,已被证实可以通过多种途径影响肠道及全身的免疫与炎症反应,肠道内补充SCFAs能有效改善LPS气管内灌注诱导的大鼠ARDS,其机制可能与通过增强肠上皮屏障功能,抑制MAPK和NF-κB信号通路蛋白磷酸化,从而减少下游致炎因子TNF-α、IL-6释放,增加抗炎因子IL-10生成有关。
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