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目的:水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)是近年来发现的在哺乳动物的细胞膜上存在着的特异转运水的孔道,它可使水在细胞质膜上的渗透压梯度的驱动下向高渗方向转移。大量研究已经证实它们在维持机体的液体平衡中起着重要作用,并且和液体平衡紊乱所造成的一大类全身各系统的疾病如肾炎、肺水肿、脑水肿、充血性心力衰竭等疾病都有着密切的关系。分泌性中耳炎(secretory OtitisMedia,SOM)系由于中耳正常含气的腔内被渗出性的液体替代后引起的以传导性听力下降为主要症状的疾病,在该病的病理过程中有大量的液体的渗出而使得中耳腔的液体平衡遭到破坏,局部上皮微环境紊乱。为了深入探讨AQPs在SOM这个中耳腔局部液体平衡失调性疾病的致病过程中的作用机制,本项研究对AQP1,4,5在正常豚鼠和SOM豚鼠模型的中耳腔中的表达情况和可能的作用机制作了观察和探讨。
方法:本项研究采用了经腭进路手术堵塞豚鼠咽鼓管口的方法获得SOM的豚鼠模型,经听性脑干诱发电位、声导抗和HE切片进行听力学和形态学观察以确定造模效果。取正常及SOM豚鼠模型的中耳腔粘膜组织运用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),免疫印迹(Western-blotting)和免疫组织化学的方法来观察SOM豚鼠模型的中耳腔和正常对照豚鼠中耳腔粘膜中的AQP1,4,5 mRNA、蛋白的表达和AQP1,4,5的细胞定位情况,并进行相应的比对。
结果:用手术堵塞咽鼓管的方式在16只实验动物中,9只经中耳腔粘膜HE切片形态学观察及听力学检测证实了SOM模型的成功。术后4-7天为积液初步形成期,本项研究在此时间点进行观察。正常及SOM豚鼠的中耳腔粘膜组织的RT-PCR结果显示AQP1,4,5 mRNA在两组豚鼠的中耳腔粘膜上均有表达,但经半定量分析,在SOM中耳腔内的表达量要显著高于正常对照组。两组中耳腔粘膜组织的免疫印迹的结果提示AQP1(28kD),AQP4(33kD)蛋白条带在正常和SOM豚鼠中耳腔内均有表达,经半定量分析表明,在SOM中耳腔内表达量显著高于正常粘膜组。免疫组化结果显示AQP1在两组中耳腔粘膜的粘膜下的血管内皮细胞,成纤维细胞和中耳腔被覆的扁平和立方细胞上均有染色。而在SOM中耳腔中的AQP1的表达模式也有些改变:在粘膜下血管内皮细胞的显色较正常中耳腔粘膜要深染并增宽了,且毛细血管数目增多。但在SOM中耳腔粘膜下显色的成纤维细胞被不着色的浸润性中性粒细胞所弥散。
结论:本项研究采取经腭进路,化学试剂机械性阻塞E.T.口的手术造成的SOM豚鼠模型为非炎症性,非变态反应性积液,符合本项研究的要求。在术后4-7日的积液初步形成期采样进行有关SOM中耳积液形成机制的研究是恰当时机。AQP-1,4,5在正常豚鼠的中耳腔粘膜内有不同程度的表达,提示它们共同参与了中耳腔的液体平衡过程,保持着中耳腔正常情况下的无液体积聚状态。AQP-1可能是通过直接参与中耳腔液体的吸收、调节纤周粘液系统的组分和含量、调节粘膜下毛细血管与周围组织的水分交换和控制纤维母细胞层的保持渗透压差的过程来积极参与中耳腔的水代谢。AQP-4和AQP-5在中耳腔的水转运中起的作用可能是通过均存在于中耳的两大水平衡调节系统的纤毛上皮发挥作用。AQP-1,4,5在SOM组豚鼠的中耳腔粘膜内也有不同程度表达。半定量统计显示的AQP-1,4,5在SOM组中部分上调的结果提示它们共同参与了SOM中耳积液的病理过程,可能分别参与了中耳腔积液的形成和吸收过程。咽鼓管堵塞引起的中耳组织低氧,离子通道功能受到抑制,为平衡渗透压需要AQPs上调后,引起组织间隙积液增多,再经粘膜上皮屏障的破裂形成中耳腔积液可能是合理的积水过程。AQP1对中耳腔积液的形成过程所起的作用可能更显著些。AQP-1在SOM组中的细胞免疫定位分布模式有所改变,这可能与中耳腔负压后,粘膜下毛细血管增生,通透性增加,粘膜下水肿加剧,纤周-粘液系统组份和含量的改变等等SOM特有的病理变化有关,促使了积液的形成。在产生中耳腔积液的过程中AQP-4和AQP-5在中耳腔的表达上调,推断可能与它们参与了非血管源性液体的过度分泌过程有关。