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脓毒症早期阶段,主要累及肺微血管内皮细胞和肺泡上皮细胞,外来因素的直接损害和过度炎症反应均可破坏肺泡上皮细胞,肺泡上皮的损伤导致屏障功能下降,肺泡渗出液增多,表面活性物质合成减少;相反,抑制ARDS过程中肺泡上皮细胞凋亡则能明显缓解病程进展,说明在ARDS病程中,肺上皮细胞可能发挥了重要的作用。ARDS的特征是肺氧化应激和细胞凋亡增加,线粒体被认为是氧化损伤的主要靶标。在脓毒症氧化应激状态时,线粒体融合和裂变在维持功能性线粒体中发挥关键作用,线粒体融合有助于线粒体网络的形成,并促进有缺陷的线粒体之间的蛋白质、脂质和核酸的交换,在维持其功能稳定中发挥重要作用。在哺乳动物中,线粒体融合由位于线粒体外膜中的融合蛋白1和2(Mfn1/2)和位于线粒体内膜的视神经萎缩蛋白1(OPA1)调节。有研究表明,内源性或低浓度的外源性一氧化碳(CO)可通过促进线粒体融合产生肺保护作用。磷脂酰肌醇3-激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(PI3K/Akt)信号通路是体内重要的信号通路,参与细胞增殖、分化、凋亡以及葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。研究表明,激活PI3K/Akt信号通路可产生肺保护作用,但其具体机制是否与线粒体融合有关尚不清楚。本研究拟评价PI3K/Akt信号通路在内毒素攻击大鼠肺泡上皮细胞时CO上调线粒体融合蛋白表达中的作用。目的评价PI3K/Akt信号通路在内毒素攻击大鼠肺泡上皮细胞时CO上调线粒体融合蛋白表达中的作用。方法将肺泡上皮细胞用含10%胎牛血清的1%青链双抗F12K完全培养基于37℃、5%CO2的培养箱中培养,采用随机数字表法分为10组(n=5):对照组(C组);内毒素组(L组)向培养基中加入10μg/ml脂多糖(LPS);LPS+外源性CO释放剂CORM-2组(L+CO组)向培养基中加入CORM-2 100μM,1h后向培养基中加入10μg/ml LPS;LPS+PI3K抑制剂LY294002组(L+LY组)向培养基中加入25μM LY294002,1h后向培养基中加入10μg/ml LPS;LPS+外源性CO释放剂CORM-2+PI3K抑制剂LY294002组(L+CO+LY组)向培养基中加入25μM LY294002,1h后向培养基中加入CORM-2 100μM,1h后向培养基中加入10μg/ml LPS;LPS+无活性的CO释放剂i CORM-2组(L+i CO组)向培养基中加入i CORM100μM,1h后向培养基中加入10μg/ml LPS;LPS+二甲基亚砜(DM-SO)组(L+D组)向培养基中加入等浓度DMSO,1h后加入10μg/ml LPS;外源性CO释放剂CORM-2组(CO组)向培养基中加入CORM-2 100μM;PI3K抑制剂LY294002组(LY组)向培养基中加入25μM LY294002;外源性CO释放剂CORM-2+PI3K抑制剂LY294002组(CO+LY组)向培养基中加入25μM LY294002,1 h后向培养基中加入CORM-2 100μM。孵化24h后收集细胞,检测MDA含量和SOD活性,采用Western blot法检测血红素氧合酶-1(HO-1)、磷酸化Akt(p-Akt)、线粒体融合蛋白1(Mfn1)、Mfn2和视神经萎缩蛋白1(OPA1)的表达。结果与C组比较,L组、L+CO组、L+LY组、L+CO+LY组、L+i CO组、L+D组MDA含量升高,SOD活性降低,L组HO-1、Mfn1、Mfn2、OPA1、p-Akt表达上调(P<0.05);与L组比较,L+CO组MDA含量降低,SOD活性升高,L+LY组MDA含量升高,SOD活性降低,L+CO组HO-1、Mfn1、Mfn2、OPA1、p-Akt表达上调,L+LY组HO-1、Mfn1、Mfn2、OPA1、p-Akt表达下调(P<0.05);与L+CO组比较,L+CO+LY组MDA含量升高,SOD活性降低,HO-1、Mfn1、Mfn2、OPA1、p-Akt表达下调(P<0.05)。结论内毒素攻击大鼠肺泡上皮细胞时CO可上调线粒体融合蛋白的表达,其机制与激活PI3K/Akt信号通路有关。