研究背景:气管插管、呼吸机辅助通气是危重病人抢救的重要手段,是重大手术得以顺利进行的重要保障,但气管插管也有较多的并发症,常见的近期并发症包括呼吸机相关性肺炎、气压伤等,远期并发症包括气管狭窄、气管-食管瘘等。在气管插管中,气管粘膜细胞的增生反应造成气管狭窄,而气管粘膜细胞的凋亡反应造成气管食管瘘,而在这其中大家公认这一系列粘膜反应的首发因素为:缺氧!有研究在气管插管后气管狭窄的病人中发现,缺氧诱导因子(Hypoxia inducible factor,HIF)升高。HIF几乎在机体所有的细胞中表达,通过调控一系列基因的表达从而使细胞及机体在缺氧环境下维持稳态,其中最主要的两个为HIF-1α和HIF-2α,两者在细胞增殖/凋亡中的角色是自相矛盾的,既可以诱导细胞凋亡,又可以防止细胞凋亡,甚至促进细胞增殖。由此我们推测,气管插管后气管狭窄、气管食管瘘可能是在缺氧的情况下,以HIF为核心,通过影响气管粘膜细胞的增殖凋亡,衍生出来的一系列缺氧应激反应下,截然不同的两种结局。研究目的:本研究拟在不同氧浓度下培养人气管成纤维细胞,验证人气管成纤维细胞是以HIF为核心,通过氧浓度调节HIF-1α/HIF-2α表达影响人气管成纤维细胞的增殖速度。而HAF过表达可通过改变HIF-11α/HIF-2α的比例,改变细胞的增殖速度,且不受氧浓度张力的影响,从而为防治气管插管后气管食管瘘/气管狭窄提供一个新的思路及靶点。研究方法:在不同的氧浓度下培养野生型人气管成纤维细胞,并依据培养的氧浓度分为四组:21%O2(1 组)、10%O2(2组)、5%O2(3 组)、1%O2(4组),随后用CCK-8试剂盒检测各组的细胞增殖速度,RT-PCR法检测各组的HIF-1α、HIF-2α、HIF-11α/HIF-2αmRNA的转录水平,Western blot法检测各组的HIF-1α、HIF-2α、HIF-1α/HIF-2α蛋白的表达水平。研究结果:1.人气管成纤维细胞在不同氧浓度下增殖速度显示:2组(10%O2)的细胞的增殖速度明显高于1组(21%02)、3组(10%)、4组(1%),而4组(1%O2)较之1组(21%02)、3组(5%O2)的细胞增殖速度减慢,3组(5%O2)的增殖速度与1组(1%O2)比较无统计学意义;2.人气管成纤维细胞在不同氧浓度下HIF-1α、HIF-2α、HIF-1α/HIF-2αmRNA表达的比较:相对于1组(21%02),3组(5%02)、4组(1%02)的HIF-1αmRNA转录水平明显升高,且缺氧程度越高,HIF-1αmRNA的转录水平升高越明显,且差异具有统计学意义;而在HIF-2αmRNA转录水平的比较上,4组(1%O2)较其他三组低,而1组(21%02)、2组(10%O2)、3组(5%O2)之间相比无明显统计学意义;HIF-1α/HIF-2α的mRNA转录水平比较上,2组(10%O2)低于 1 组(21%02)、3 组(5%02)、4组(1%O2),4组(1%O2)高于3 组(5%02)、1 组(21%02),3 组(5%02)高于 1 组(21%O2);3.人气管成纤维细胞在不同氧浓度下HIF-1α和HIF-2α蛋白表达的比较:相对于1组(21%02),2组(10%O2)的HIF-1α蛋白表达稍降低,而3组(5%02)的HIF-1α蛋白表达较1组稍升高(P<0.05),4组(1%02)HIF-1α的蛋白表达明显高于1组(21%02)、2组(10%O2)、3组(5%O2);在HIF-2α蛋白表达上,1组(21%02)的HIF-2α蛋白表达水平最低(P<0.05),而2组(10%02)HIF-2α蛋白表达水平最高;HIF-11α/HIF-2α蛋白表达比例的比较上,2组(10%O2)低于 1 组(21%02)、3 组(5%O2)、4组(1%O2),4组(1%O2)高于3 组(5%O2)、1组(21%O2),3组(5%O2)高于1 组(21%O2);4.HIF-1α/HIF-2α蛋白的表达比例与人气管成纤维细胞增殖/凋亡的相关性分析:HIF-1α/HIF-2α蛋白的表达比例与人气管成纤维细胞增殖/凋亡呈线性相关(P=0.005),关系的强度为-0.870,为负相关。研究结论:在不同氧浓度下,HIF-1α/HIF-2α蛋白的表达比例影响气管成纤维细胞的增殖速度。在10%O2的缺氧情况下,HIF-1α/HIF-2α的表达降低,使得人气管成纤维细胞的增殖速度加快,而在1%O2的严重缺氧情况下,HIF-11α/HIF-2α的表达比例升高,使得人气管成纤维细胞的增殖速度减慢。