血红素氧合酶1对内毒素致急性肺损伤大鼠的线粒体融合—分裂的影响

发布时间：2017-12-17 00:28

  本文关键词：血红素氧合酶1对内毒素致急性肺损伤大鼠的线粒体融合—分裂的影响

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【摘要】：目的急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是指由感染、外伤、休克等多种因素导致的弥漫性肺实质损伤[1],急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)及多器官功能衰竭(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)是其在肺部的典型表现[2]。ALI时引起各种炎症因子及细胞因子生成释放增多,从而使肺顺应性下降、渗出性肺水肿和肺透明膜形成,出现呼吸窘迫和顽固性低氧血症[3-5]。血红素氧合酶(Heme oxygenase-1,HO)是血红素代谢的限速酶,其代谢产物为胆红素(biliverbin)、一氧化碳(carbon monoxide)和亚铁(iron),并且目前已经发现存在三种同工酶,分别是HO-1、HO-2和HO-3[6-8]。我们前期研究表明,HO-1可发挥重要的组织器官保护作用,是体内重要的抗氧化应激系统,广泛参与了机体多种氧化应激损伤[9-12]。线粒体是哺乳动物体内高度动态的细胞器,同时是活性氧自由基产生的主要场所,在细胞生物活动中扮演着重要的角色,与细胞凋亡、新陈代谢、肿瘤形成和氧化应激都存在密切联系[13-16]。在哺乳动物体内,线粒体融合相关蛋白主要包括线粒体融合蛋白1(mitofusin 1,Mfn1)、线粒体融合蛋白2(mitofusin 2,Mfn2)及视神经萎缩蛋白1(optic atrophy 1,OPA1)[17-19];而线粒体的分裂主要受动力样蛋白1(dynamin-like protein 1,Drp1)和线粒体分裂蛋白1(fission 1,Fis1)所调控,并且Fis1介导线粒体分裂是依赖Drp1实现的[20]。然而,HO-1是否能通过调控线粒体动力学来发挥内毒素性急性肺损伤时的内源性保护作用,目前国内外未见相关报道。本实验采用大鼠尾静脉注射内毒素(lipopolysaccaride,LPS)的方法复制大鼠急性肺损伤模型,6小时后颈动脉放血处死动物,留血观察肺组织SOD活性、MDA含量及病理学结果的改变,并通过RT-PCR和western blot的方法探讨脂多糖诱导HO-1表达上调后对线粒体融合-分裂的影响。方法健康雄性SD大鼠100只,体重160-180 g,随机分成十组(n=10):空白对照(C组)、脂多糖组(L组)、脂多糖+血红素组(LH组)、脂多糖+锌原卟啉-IX组(LZ组)、脂多糖+血红素+锌原卟啉-IX+组(LHZ组)、血红素组(H组)、锌原卟啉-IX(Zn PP-IX组)、血红素+锌原卟啉-IX组(HZ组)、脂多糖+碳酸氢钠组(LNa HCO3组)和脂多糖+氢氧化钠组(LNa OH组)。对照(C)组大鼠尾静脉内注射1ml 0.9%氯化钠溶液。L组、LH组、LZ组、LHZ组、LNa HCO3组和LNa OH组大鼠尾静脉内注射5mg/kg脂多糖(LPS)溶于1ml生理盐水,复制大鼠内毒素急性肺损伤模型。LH组、LZ组和LHZ组在大鼠尾静脉内注射LPS后腹腔内分别注射氯高铁血红素100 mg/kg(溶于1ml NAOH)或(和)10μmol/kg锌原卟啉-IX(溶于1ml Na HCO3)。所有大鼠在给予生理盐水或LPS 6 h后颈动脉放血处死,测定肺组织丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性改变;取肺组织常规制作病理切片;应用实时荧光定量反转录PCR(RT-PCR)和Western blot的方法测定HO-1、线粒体分裂相关蛋白Drp1、Fis1和线粒体融合相关蛋白Mfn1、Mfn2、OPA1的m RNAs及蛋白表达改变。结果与C组相比,L组、LHZ组、LNa HCO3组和LNa OH组急性肺损伤大鼠肺组织中MDA含量显著升高(P0.05),SOD活性显著降低(P0.05),病理结果显示肺组织损伤明显增加,RT-PCR及western blot结果显示大鼠肺组织线粒体分裂相关蛋白Drp1、Fis1表达增多(P0.05),线粒体融合相关蛋白Mfn1、Mfn2、OPA1的表达减少(P0.05)。与L组相比,LH组肺组织中MDA含量减少(P0.05),SOD活性增加(P0.05),病理结果显示肺组织损伤有所减轻,RT-PCR及western blot结果显示线粒体分裂相关蛋白Drp1、Fis1表达下降(P0.05),线粒体融合相关蛋白Mfn1、Mfn2、OPA1的表达升高(P0.05)。相反,与L组相比,LZ组肺组织中MDA含量增加(P0.05),SOD活性降低(P0.05),病理结果显示肺组织损伤加重,RT-PCR及western blot结果显示线粒体分裂蛋白Drp1、Fis1表达增加(P0.05),线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2、OPA1的表达减少(P0.05)。结论在内毒素致大鼠急性肺损伤时,线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2、OPA1的表达减少、线粒体分裂蛋白Drp1、Fis1的表达增加;HO-1表达增加可上调线粒体融合蛋白表达、下调线粒体分裂蛋白表达,其内源性器官保护作用可能与影响线粒体融合-分裂的表达相关。
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R614;R563

【参考文献】

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1 Mohammed A Alzoghaibi;;Concepts of oxidative stress and antioxidant defense in Crohn's disease[J];World Journal of Gastroenterology;2013年39期

2 Yu-Feng Liao;Wei Zhu;Dong-Pei Li;Xiao Zhu;;Heme oxygenase-1 and gut ischemia/reperfusion injury: A short review[J];World Journal of Gastroenterology;2013年23期

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本文编号：1298066