早在20世纪70年代Schuyler等就首次提出肺脏可能是糖尿病(diabetes mellitus，DM)的靶器官之一。随着糖尿病并发症研究的深入，糖尿病肺部损害已经越来越受到关注。1型、2型糖尿病患者存在不同程度的限制性、阻塞性或混合性通气障碍及弥散障碍，但发生机制尚不清楚。近年来的研究表明细胞凋亡在糖尿病及其并发症的发生发展中起重要作用。 目的：本试验旨在通过检测2型糖尿病大鼠肺组织细胞增殖与凋亡及凋亡相关因子Caspase-3、Caspase-9表达的变化，探讨糖尿病肺组织损伤与凋亡的关系，提出凋亡可能参与糖尿病肺损害，同时观察具有抗炎作用的噻唑烷二酮类(thiazolidinediones,TZDs)降糖药物罗格列酮的干预作用，从而为治疗糖尿病肺提供实验依据。 方法：通过高糖、高脂饮食加腹腔注射小剂量链尿佐菌素(streptozotocin,STZ)的方法，建立2型糖尿病大鼠模型，采用光镜动态观察12w、24w时，对照组、糖尿病组、罗格列酮治疗组大鼠肺组织的病理改变情况，同时应用 TDT-原位末端标记(TUNEL)法检测肺组织细胞凋亡的变化，并用免疫组织化学(immunohistochemistry)方法观察细胞增殖标记物(PCNA)、凋亡相关因子Caspase-3、Caspase-9的表达变化，以期通过对糖尿病大鼠肺组织细胞增殖与凋亡的研究，探讨凋亡与糖尿病肺损害的关系，为糖尿病肺损伤机制提供实验依据。 结果： 1.症状、体征: 糖尿病组大鼠在注射STZ后一周内出现多尿、多饮、多食症状，12w时症状已明显。随病程的延长，上述症状更加显著，并出现毛发干燥，色泽黯淡，反应迟钝，活动减少。整个病程中体重稍有下降，与正常对照组无统计学差异。罗格列酮治疗组大鼠的上述症状无明显改善。 2.生化指标的改变： 12w时，DM组大鼠空腹血糖、胰岛素、甘油三酯较对照组明显增加(P<0.05)。随着病程延长至24w时DM组大鼠的甘油三酯水平较12w时增高更加明显，同时胆固醇水平也明显升高，与对照组和12w DM大鼠相比均有显著性差异(P<0.01)；而空腹血糖和胰岛素一直维持在较高水平，12w与24w的变化不明显。罗格列酮治疗组大鼠空腹血糖、甘油三酯较同期DM组有下降但无统计学意义，胰岛素和胆固醇明显下降，与DM大鼠组相比较.胰岛素水平具有显著差异(p<0.05)。 3.HE染色结果： 光镜下可见对照组大鼠肺泡分布均匀，结构完整，由单层肺泡上皮和基膜组成，相邻肺泡之间有少量结缔组织。12w DM大鼠肺组织结构紊乱，支气管壁、肺泡壁增厚，肺泡上皮细胞显示不清，肺泡萎缩、塌陷，肺间质和血管周围细胞外基质增多，成纤维细胞增多，并有炎症细胞浸润。24w DM大鼠的上述病理改变更加明显。罗格列酮治疗组肺组织病变较对照DM组明显减轻，但与同期对照组相比较肺组织结构仍有一定的差异。 4 肺组织细胞增殖及TUNEL染色 4.1 PCNA：对照组大鼠在肺泡上皮细胞、支气管上皮细胞的细胞核有弱的阳性表达，12w DM大鼠阳性表达稍增加，染色浅，增殖指数为0.1283±0.0138，大于同期对照组0.0814±0.0120，有差异(p<0.01)；24w DM大鼠阳性表达明显增多，棕黄色颗粒颜色较深，增殖指数为0.2490±0.0238，多于12w DM大鼠，有显著性差异(p<0.01)；亦明显高于同期对照组(0.0981±0.0157，p<0.01)；罗格列酮治疗组阳性表达多于对照组，少于24w DM大鼠组，增殖指数为0.1983±0.0120,两两比较结果显示，对照组与24w DM组，对照组与罗格列酮组，24w DM组与罗格列酮组之间均有明显差异(p<0.01)。 4.2 肺组织细胞凋亡：在糖尿病组及对照组大鼠肺组织细胞均有凋亡发生。凋亡肺组织细胞表现为染色质凝集、边集，核固缩。对照组大鼠在肺泡上皮细胞、支气管上皮细胞的细胞核有弱的阳性表达，12w DM大鼠阳性表达稍增加，染色浅，凋亡指数为0.2490±0.0238，大于同期对照组0.0981±0.0157，有差异(p<0.01)；24w DM大鼠阳性表达明显增多，棕黄色颗粒颜色较深，凋亡指数为0.2447±0.0123，与12wDM组有显著性差异(p<0.01)；亦明显高于同期对照组(0.0795±0.0162，p<0.01)；罗格列酮治疗组阳性表达多于对照组，少于24w DM大鼠组，凋亡指数为0.1709±0.0140.两两比较结果显示，对照组与24w DM组，对照组与罗格列酮组，24w DM组与罗格列酮组之间均有明显差异(p<0.01)。 5 免疫组织化学结果 5.1 Caspase-3在肺组织中的表达 对照组大鼠的支气管上皮细胞、肺泡上皮细胞胞浆、胞膜中可见少量弱的阳性反应。12w DM大鼠阳性表达稍增加，阳性染色见于支气管上皮细胞、肺泡上皮细胞、肺巨噬细胞及炎症细胞胞膜及胞浆，染色浅；24w DM大鼠在肺组织表达明显增多，在胞膜及胞浆表达，棕黄色颗粒颜色较深。12w DM大鼠阳性染色光密度值为0.1112±0.0072，大于同期对照组0.0621±0.0019，有差异(p＜0.01)；24w DM大鼠阳性染色光密度值为0.1412±0.0012，大于12w DM大鼠，有显著性差异(p＜0.01)；亦明显高于同期对照组(0.0738±0.0065，p＜0.01)；罗格列酮治疗组阳性表达多于同期对照组，少于24w DM大鼠组，阳性染色光密度值为0.1293 4±0.0046，两两比较结果显示，对照组与24w DM组，对照组与罗格列酮组，24w DM组与罗格列酮组之间均有明显差异(p＜0.01)。 5.2 Caspase-9在肺组织中的表达 对照组大鼠的支气管上皮细胞、肺泡上皮细胞胞浆、胞膜中可见少量阳性反应。12w DM大鼠阳性表达稍增加，阳性染色见于支气管细胞、肺泡上皮细胞、肺巨噬细胞及炎症细胞胞膜及胞浆，染色浅；24w DM大鼠在肺组织表达明显增多，胞膜及胞浆表达，棕黄色颗粒颜色较深。12w DM大鼠阳性表达稍增加，染色浅，阳性染色光密度值为0.2128±0.0199，大于同期对照组0.05194±0.0023，有差异(p＜0.01)；24w DM大鼠阳性染色光密度值为0.2552±0.0096，大于12w DM大鼠，有显著性差异(p＜0.01)；亦明显高于同期对照组(0.0832±0.0192，p＜0.01)；罗格列酮治疗组阳性表达多于同期对照组，少于24w DM大鼠组，阳性染色光密度值为0.2261±0.0118，两两比较结果显示，对照组与24w DM组，对照组与罗格列酮组，24w DM组与罗格列酮组之间均有明显差异(p<0.01)。 6.凋亡指数AI(apoptosis index)与Caspase-3的相关性分析 AI与Caspase-3蛋白的表达之间成正相关(r=0.8675，p<0.0252)。 7.Caspase-3与Caspase-9的相关性分析 Caspase-3蛋白的表达与Caspase-9蛋白的表达之间成正相关(r=0.9250，p<0.0082)。 结论： 1.高糖高脂饮食加小剂量STZ腹腔注射成功制备2型DM大鼠模型；2 型糖尿病大鼠肺组织出现病理改变，表明肺脏是糖尿病的又一靶器官。 2.2型糖尿病大鼠肺组织增殖与凋亡细胞增多，凋亡相关因子Caspase-3，Caspase-9表达上调，表明细胞凋亡参与糖尿病损害肺组织病变的发生发展，可能是肺损害的机制之一。 3.罗格列酮治疗组大鼠肺组织病理改变明显减轻，肺组织细胞的增殖与凋亡细胞及Caspase-3、Caspase-9的表达明显被抑制，表明罗格列酮干预治疗可减轻糖尿病肺组织病变的程度。