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急性肺损伤以及急性呼吸窘迫综合症(ARDS)是指由严重感染、创伤、休克和误吸等多种原因引起的一组临床表现为呼吸窘迫和顽固性低氧血症的综合征。它往往是多器官功能衰竭的首要表现,即使包括呼吸机在内的许多先进支持手段,其死亡率仍高达30%-55%。对ARDS机制的研究表明ARDS的发生发展与细胞因子及炎症介质的大量释放及之后继发的瀑布反应有关,是全身炎症反应综合征(Systemic inflammatory response syndrome,SIRS)的一部分,能否阻断细胞因子及炎症介质的合成、释放或作用是治疗ARDS的关键,以往研究尝试用细胞因子抗体、一氧化氮合成酶抑制剂等抑制炎症反应,但结果表明单纯阻断某种或某类细胞因子或炎性介质无法阻断SIRS的发生。目前,一些研究发现:创伤应激后细胞因子及炎症介质的合成具有共同的信号途径。丝裂原活化蛋白(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)是细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。MAPKs信号转导通路存在于大多数细胞内,可将细胞外刺激信号转导至细胞及其核内,它在细胞生物学反应(如细胞增殖、分化、转化及凋亡等)的过程中具有至关重要的作用。MAPK主要包括JNK,p38,Erk1/2三条通路,通过使c-jun和ATF(activating transcription factor)磷酸化,调节核转录因子AP-1和NF-kB的激活,启动一系列与应激相关的炎性介质的合成。现有研究显示MAPK家族中的JNK信号转导通路与细胞应激、凋亡以及纤维化密切相关。本研究的目的是观察阻断JNK信号通道对ALI/ARDS的影响。
雄性Sprague Dwaley(SD)大鼠36只(从南方医科大学动物实验中心购买),体重180g-280g。随机分组:空白对照组(简称对照组)、ALI模型组、JNK抑制剂组,每组12只。以10%水合氯醛300mg/Kg腹腔注射麻醉,麻醉后空白组气管内滴入0.5ml0.9%生理盐水、模型组和实验组气管内滴入0.5ml LPS(10mg/Kg,溶液体积控制在0.5ml),实验组同时给予JNK抑制剂组SP600125 10mg/Kg(0.5ml)尾静脉注射,其他两组给与同体积抑制剂溶剂尾静脉注射。8小时处死大鼠,气管切开插入塑料导管,结扎左肺,留取肺组织行HE及胶原染色和-80℃冰冻。右肺生理盐水(3ml)反复注入抽吸2次后回收肺泡灌洗液(BALF),重复一次,收集肺泡灌洗液(BALF)行炎症指标监测。
1.肺部急性炎症表现。
1)病理学观察与急性肺损伤病理评分。
A.肺组织病理改变(HE染色):
对照组:光镜下肺泡结构完整,无明显病变。ALI模型组:光镜下大量炎症细胞弥漫性分布,以中性粒细胞为主,肺泡腔内及肺间隔较多红细胞渗出,局部肺泡腔内粉红色纤维蛋白渗出,肺泡间隔明显增宽,严重者失去正常的肺泡结构,肺毛细血管内大量红细胞淤积。局部支气管粘膜上皮细胞脱落。JNK抑制剂组:整个视野少量中性粒细胞散在分布,肺泡腔及间质少许红细胞渗出,肺泡间隔稍有增宽,局限性肺间隔破坏。毛细血管未见明显红细胞淤积。
B.急性肺损伤病理评分:
三组病理评分结果显示,ALI模型组大鼠肺组织病理评分较对照组大鼠显著升高,差异有统计学意义(13.42±4.82 vs 3.60±0.55,P=0.001);JNK抑制剂组与ALI模型组病理评分相比差异有统计学意义(7.00±1.83 vs 13.45±4.82,P=0.001),JNK抑制剂组与对照组大鼠肺组织病理评分大鼠肺组织评分相比差异没有统计学意义(3.60±0.55vs7.00±1.80P=0.09);
2)BALF白细胞计数。
空白对照组与ALI模型组BALF白细胞分别为87±82.6 vs 255±164.4,差别有统计学意义(P<0.05),ALI模型组与JNK抑制剂组BALF白细胞分别为255±164.4 vs 127±44.3,有显著统计学差异(p<0.05)。
3)肺泡灌洗液细胞因子TNF-a。
对照组细胞因子TNF-a与ALI模型组差异有统计学意义(0.9345±0.4389 vs 0.4473±0.2127,P<0.05),ALI模型组TNF-a与JNK抑制剂组无统计学差异(0.9409±0.3487 vs 0.9345±0.4389,P>0.05).
4)冰冻肺组织MPO(髓过氧化物酶)活性测定。
对照组肺组织MPO活性与ALI模型组差异有统计学意义(0.77±0.27 vs 1.26±0.15,P<0.05),JNK抑制剂组MPO活性与ALI模型组差异有统计学意义(0.52±0.12 vs 1.26±0.15,P<0.05),与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。
2.肺组织水肿指标。
肺组织干湿重比:对照组、ALI模型组与JNK抑制剂组三组两两比较差异无统计学意义(0.1995±0.0169 vs 0.1767±0.0161 vs 0.1808 vs 0.0184,P>0.05)。
3.肺纤维化指标.。
1)肺组织胶原定量。
ALI模型组肺组织胶原含量与对照组组相比差异有统计学意义(45.08±5.97 vs 8.65±6.74,P<0.05),ALI模型组胶原含量与JNK抑制剂组无差异(52.08±14.06 vs 45.08±5.97,P>0.05)。
2)肺组织胶原(Masson)染色。
光镜下对照组肺实质和肺间质未见胶原沉积;ALI模型组支气管粘膜下层及支气管外膜及附近肺实质和肺间质肺小动脉周围可见少量胶原沉积;JNK抑制剂组胶原沉积与模型组相似。
结论:JNK信号通路抑制剂有减轻大鼠LPS急性肺损伤模型肺部炎症的作用