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目的:探讨哺乳动物雷帕霉素靶蛋白-细胞分裂周期蛋白42(m TOR-Cdc42)信号通路在慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)小鼠肺泡巨噬细胞(AM)吞噬功能低下中的作用。方法:将40只SPF级8周龄雄性BALB/c小鼠按随机数字表法分为健康对照组、慢阻肺组、健康雷帕霉素组及慢阻肺雷帕霉素组,每组10只。采用90天单纯香烟烟雾暴露法建立慢阻肺小鼠模型,造模结束后观察各组小鼠的肺功能及病理变化,分离小鼠AM,其中健康雷帕霉素组及慢阻肺雷帕霉素组用终浓度10nmol/L雷帕霉素孵育24h。采用流式细胞术检测小鼠AM吞噬异硫氰酸酯荧光素标记大肠杆菌(FITC-E.coli)的能力;采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)法检测AM m TOR及Cdc42 m RNA的表达;采用蛋白印迹(Western Blot)法检测AM m TOR、磷酸化-m TOR(p-m TOR)以及Cdc42蛋白的表达;采用小G蛋白活性(G-LISA)试剂盒检测AM Cdc42的活性;采用激光共聚焦显微镜观察AM细胞骨架变化。结果:(1)慢阻肺小鼠模型的肺功能及肺组织病理改变:吸气峰流速(PIF)、呼气峰流速(PEF)和呼出50%潮气量时的流速(EF50):慢阻肺组(7.5±1.0、4.67±0.6、3.29±0.43)明显低于健康对照组(11.61±1.12、7.63±0.44、5.05±0.37)(均P<0.01);慢阻肺小鼠肺组织光镜下可见明显的支气管炎症和肺气肿改变,健康对照组小鼠无上述改变。(2)AM吞噬FITC-E.coli的能力:用平均荧光强度(MFI)和吞噬阳性细胞百分比(吞噬%)表示:慢阻肺组(4060±590、28.65±1.26)较健康对照组(9190±988、67.50±4.56)明显降低(均P<0.01);慢阻肺雷帕霉素组(4856±762、38.31±1.71)比慢阻肺组增高(P<0.05或P<0.01);健康雷帕霉素组(9207±967、67.91±3.64)较健康对照组无差异。(3)AM m TOR、Cdc42 m RNA的表达:慢阻肺组AM m TOR、Cdc42 m RNA的表达(2.62±0.46、2.56±0.50)较健康对照组(1.00±0.00、1.00±0.00)明显增加(均P<0.01);慢阻肺雷帕霉素组AM m TOR、Cdc42 m RNA的表达(1.40±0.36、1.38±0.34)较慢阻肺组明显降低(均P<0.01);健康雷帕霉素组AM m TOR、Cdc42 m RNA的表达(0.94±0.37、0.90±0.34)较健康对照组无差异。(4)AM m TOR、p-m TOR以及Cdc42蛋白表达:慢阻肺组(1.3047±0.5188、1.4645±0.4330、1.6121±0.3749)较健康对照组(0.4829±0.2674、0.5798±0.2552、0.6671±0.2168)明显增加(均P<0.01);慢阻肺雷帕霉素组(0.8996±0.6634、0.9208±0.2771、0.9143±0.4764)较慢阻肺组降低(P<0.05或P<0.01);健康雷帕霉素组(0.4725±0.2845、0.5592±0.2176、0.6368±0.22)较健康对照组无差异。(5)AM Cdc42的活性:慢阻肺组(0.4591±0.0853)较健康对照组(0.2995±0.0674)明显升高(P<0.01);慢阻肺雷帕霉素组(0.3616±0.060)较慢阻肺组降低(P<0.01);而健康雷帕霉素组(0.2668±0.0572)较健康对照组无差异。(6)AM细胞骨架变化:慢阻肺组AM细胞周围可见丝状伪足伸出杂乱、长短不一,板状伪足面积增加;慢阻肺雷帕霉素组AM细胞形态规则,呈圆形或椭圆形,周围可见较长的丝状伪足;健康对照组和健康雷帕霉素组AM细胞形态规则,呈圆形或者椭圆形,细胞周围未见明显的丝状伪足。(7)相关性分析:各组小鼠AM m TOR和Cdc42的m RNA、蛋白,p-m TOR蛋白以及Cdc42的活性与AM吞噬FITC-E.coli的平均荧光强度均呈负相关(P<0.05或P<0.01);各组小鼠AM m TOR的m RNA、蛋白及p-m TOR蛋白与Cdc42的m RNA、蛋白和活性均呈正相关(P<0.05或者P<0.01)。结论:单纯香烟烟雾可复制慢阻肺小鼠模型;慢阻肺小鼠AM吞噬功能降低;m TOR-Cdc42信号通路在慢阻肺小鼠AM中处于活化状态;m TOR-Cdc42信号通路活化致慢阻肺小鼠AM细胞骨架异常重排与其吞噬功能低下有关;雷帕霉素抑制慢阻肺m TOR-Cdc42信号通路,部分恢复慢阻肺小鼠AM吞噬功能。