内质网应激反应在高氧性肺损伤中的作用及IGF-1的干预效应

发布时间：2020-01-21 04:39

【摘要】：支气管肺发育不良(Bronchopulmonary dysplasia, BPD)是早产儿高氧、机械通气治疗的常见并发症,病因尚不明确。内质网应激(endolasmic reticulum sress, ERS)与很多疾病的发生、发展密切相关,而ERS与高氧性肺损伤的关系日益受到关注。研究表明,内质网过氧化可影响蛋白质的正确折叠,导致未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR),UPR经其膜上的PERK、IRE1及ATF6等3个跨膜蛋白转导应激信号而发生反应,但是BPD中其作用机制尚不清楚。IGF-1作为体内重要的生长因子对组织细胞的增殖、分化、凋亡,机体的生长发育中起重要的调节作用。其作用机制是促进细胞DNA合成和代谢,促使细胞进入G1期,从而有利于细胞增殖,同时通过PI3K/Akt和MAPK信号途径的交叉作用抑制各种细胞凋亡。因此,本课题利用高氧性肺损伤新生大鼠模型探讨ERS及UPR信号通路在BPD中的作用及靶点；在此基础上,进一步阐明外源性IGF-1保护高氧性肺损伤中对ERS反应性信号靶点的干预作用。这将有效揭示ERS途径在高氧性BPD中的作用及分子机制,也为IGF-1防治BPD的临床应用提供科学的理论依据。第一部分ERS在高氧性肺损伤中的作用目的：探讨ERS信号途径在高氧引起的新生大鼠肺损伤中的变化及其分子机制。方法：利用足月新生Wistar大鼠制备高氧性肺损伤模型,模型制作后1.3.7.14天不同时间检测大鼠肺组织肺干湿重比；取BALF行Diff-quik染色,检测白细胞数；HE染色观察肺肺泡发育和损伤程度,电镜观察肺上皮细胞超微结构的变化,核染色结合TUNEL法观察肺细胞凋亡；利用western blotting方法检测Bcl2/BaX、Bip/GRP78、CHOP/GADD153、caspase-12表达水平。结果：1.高氧组与空气对照组比较高氧3天、7天、14天肺湿/干比重(W/D)明显增加有统计学意义,高氧1天组无明显变化。2.高氧新生大鼠BALF中高氧1天、3天、7天时白细胞数高于正常组。模型组1、3、7天随着高氧时间延长细胞数增多,Diff-quik染色结果：高氧组BALF中分泌物增多,炎性细胞增多,随着高氧时间延长炎性细胞浸润增加。3.HE染色结果高氧3天可见炎细胞渗出,7天肺泡减少,炎细胞进一步增多、14天出现肺纤维化。4.透射电镜结果高氧组板层小体数量增多,随着高氧时间延长排空状态增多,核浓缩边集,Ⅱ型肺泡上皮细胞内空泡形成。5.TUNEL染色测定肺细胞凋亡,高氧3天(5.6±0.8)、7天(6.3±0.7)、14天(6.4±0.1)与正常对照组3天(4.1±1.1)、7天(4.2±0.9)、14天(4.5±0.7)对比肺细胞凋亡指数明显增高,有统计学意义；显微镜下观察高氧3天、7天、14天肺细胞凋亡明显增多,有统计学意义。6.Westernblot结果,高氧3天时模型组BaX蛋白表达高于对照组,随着高氧时间延长BaX蛋白表达逐渐增高,高氧3天时模型组Bcl2蛋白表达低于对照组,随着高氧时间延长Bcl2逐渐降低,Bcl2/BaX比值高氧3天时高氧组低于对照组,随着高氧时间延长Bcl2/BaX比值降低：高氧组Bip/GRP78、CHOP/GADD153、caspase-12蛋白表达上调,随着高氧时间延长蛋白含量增高,高氧1天时无明显变化。结论：1.高浓度氧可诱发肺水肿、炎症反应,导致肺泡间隔增宽,Ⅱ型肺泡上皮细胞内板层小体数量增加,空泡增多。2.ERS参与高氧诱导的肺细胞凋亡。第二部分 IGF-1保护高氧性肺损伤的作用及对ERS信号-靶点的影响目的：观察IGF-1对高氧性肺损伤的保护作用,并探讨其通过ERS信号靶点保护高氧性肺损伤的分子机制。方法：选择Wistar新生大鼠建立新生大鼠高氧模型后,分为3组①空气组,②高氧组(85%O2),③高氧+IGF-1组。治疗组腹腔注射IGF-1,不同时间检测大鼠肺组织肺干湿重比；取BALF行Diff-quik染色,检测白细胞数；HE染色观察肺泡发育和损伤程度,核染色结合TUNEL法观察肺细胞凋亡；利用westernblot方法检测肺组织caspase-12、JNK、p-JNK。 CHOP表达水平。结果：1.高氧+IGF-1治疗组高氧3、7、14天时肺W/D比值比高氧同一天模型组降低,有统计学意义,而高氧一天组无明显变化。同一天高氧组与空气对照组对比(3、7、14天)W/D比值增加有显著性差异,高氧+IGF-1组与高氧组对比W/D比值减少有显著性差异,同一组与高氧1天组相比高氧3天、7天、14天组W／D比值增加,有显著性差异；高氧+IGF-1组与高氧组对比W／D比值减少,有显著性差异,同一组与高氧3天组相比高氧7天、14天组W／D比值增加,有显著性差异。2.高氧1、3、7天、14天时IGF-1治疗组BALF中白细胞数比高氧组明显降低,有显著性差异。Diff-quik染色结果：IGF-1组比高氧组炎细胞浸润明显减少。3.模型组,高氧3天(5.3±0.7)、高氧7天(5.4±0.7)、高氧14天(6.2±0.3)时与同一天正常对照组正常3天(4.2±0.9),正常7天(4.3±0.8),正常14天(4.5±0.7),对比肺细胞凋亡指数明显增高,有显著性差异,而高-+IGF-1治疗组3天(4.6±0.7)、7天(5.0±0.7)、14天(5.1--±0.3)时细胞凋亡指数明显降低,有统计学意义。IGF-1治疗组3、7、14天时TUNEL染色凋亡细胞数比同一天模型组对比明显减少有统计学意义。4.采用westernblotting方法测定蛋白结果高氧模型组3、7、14天时caspase-12N、JNK、 pJNK、CHOP蛋白含量明显增高,而IGF-1治疗组上述蛋白含量与同一天模型组对比明显减少,说明IGF-1能抑制其蛋白表达水平。结论：1.IGF-1能减轻高氧肺水肿及炎症反应,能抑制高氧肺细胞凋亡。2.IGF-1对高氧肺损伤保护作用与下调ERS相关的caspase-12、JNK、pJNK、CHOP蛋白表达有关。IGF-1可能通过ERS及JNK信号通路对高氧肺损伤起保护作用。
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R722.6

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本文编号：2571468