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背景:氧疗是临床上用于治疗儿童和成人缺氧的首要治疗方法,但是长时间应用高浓度氧将引起肺实质细胞的炎症和肺间质细胞的弥漫性增生,最后会引起肺组织重塑和肺纤维化。目前高氧肺损伤和肺纤维化的发病机制仍不清楚。但大量临床资料显示其发病机制可能与肺的异常损伤修复密切相关。肺成纤维细胞(lung fibroblast,LF)是参与肺组织损伤修复的主要细胞,在肺修复重构过程中,LF代替正常上皮细胞,过度增殖,异常分化,并分泌大量胶原蛋白,导致细胞外基质(extracellular material, EC M)的过度沉积,最终将导致肺结构的异常重塑和肺纤维化。Rho/Roc k信号通路是调控细胞增殖和组织分化的重要信号通路,其关键信号分子包括 RhoGTP酶超家族、Rocks和肌球蛋白磷酸酶(MP)等,Rocks又包括Rock1与Rock2两种亚型。而肌球蛋白轻链磷酸酶靶亚单位l(MYPT1)是Rocks信号分子的活性表现形式。我们在前期的大体研究中发现, Rho/Rock信号通路的抑制剂法舒地尔(Fasudil,FAS)可以减轻高氧引起的鼠肺损伤及肺纤维化,因此本研究拟通过观察高氧及 R ho/Roc k信号通路抑制剂对人胚肺成纤维细胞(HFL1)生物学行为的影响,来探讨Rho/Rock信号通路在高氧诱导肺损伤及肺纤维化发病机制中的作用。 目的:⑴观察60%氧对HFL1细胞的生物学行为影响及其临床意义。⑵观察HFL1细胞中Rho/Roc k信号分子表达,研究60%氧是否激活Rho/Roc k信号通路。⑶研究60%氧诱导HFL1细胞增殖活化等生物学行为是否涉及R ho/Roc k信号通路,探索其可能机制。 方法:①体外培养HFL1细胞,60%氧培养0、6、12、24h,应用Brdu(5-溴脱氧尿嘧啶核苷)渗入免疫荧光法和流式细胞仪检测HFL1的细胞增殖能力;分别应用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Wsetern blot法检测各时间点α-平滑肌肌动蛋白(smooth muscle actin,α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白mR NA及蛋白表达,用以检测HF L1的转分化能力及细胞外基质产生情况。②体外培养HF L1细胞,60%氧培养0、6、12、24h,应用实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)检测 Rock1、Rock2 mRNA表达,应用Wsetern blot法检测Rock1、Rock2、MYPT1蛋白的表达,用以了解高氧暴露后Rho/Rock信号通路的活化情况。③体外培养的HFL1细胞随机分5组:空气对照组(air)、高氧组(hyperoxia)、高氧+法苏地尔(5μg/ml)组(hyperoxia+FSL)、高氧+法苏地尔(10μg/ml)组( hyperoxia+FSH)和高氧+Y-27632(10μmo l/L)组(hyperoxia+Y-27632)。 结果:⑴与21%氧暴露组相比,HFL1细胞经60%氧暴露24h, Brdu阳性细胞显著增加(P<0.05),而80%氧暴露24h后,Brdu阳性细胞反而下降,提示60%氧暴露对体外培养的HF L1细胞有促增殖作用。⑵60%氧刺激HF L1细胞24h,随高氧暴露时间的延长, Brd u阳性细胞数显著增加(P<0.05), G1期细胞比例明显降低, S+G2期细胞比例显著增高,α-SMA和胶原蛋白的RNA和蛋白水平明显增高,高氧暴露24 h达最高。说明60%氧暴露以时间依赖的方式促进LF增殖,转分化为MLF,并产生胶原。⑶RT-qPCR结果显示:高氧暴露12h,Rock1mRNA表达水平明显升高,24h达高峰,升高约3倍;R oc k2mR NA表达水平从高氧暴露6h即开始升高,随高氧暴露时间延长,24h达高峰。Wsetern blot检测结果显示,60%的氧暴露导致Ro c k1、Roc k2分子的蛋白表达以时间依赖的方式增加,均于24h达高峰;MYP T1的磷酸化水平从高氧暴露12h开始升高,随高氧暴露时间延长,24h达高峰,而MYP T1的总蛋白水平未随高氧暴露而增加。⑷与高氧组比较,高氧组+法苏地尔(10μg/ml)组与高氧+Y-27632(10μmol/L)组S+G2细胞显著降低,G1细胞显著增加,α-SMA和胶原蛋白表达水平下降,提示R ho/R oc k信号通路参与了高氧诱导的HF L1细胞增殖、转分化及EC M形成。⑸10μg/ml的法苏地尔或10μmol/L的Y-27632抑制Rho/Rock信号通路后,TGF-β和CTGF的RNA和蛋白表达水平下降;而5μg/ml的法苏地尔对TGF-β和CTGF的表达无明显影响,提示Rho/Rock信号通路参与了高氧诱导 HF L1细胞生成促纤维化细胞因子 TGF-β和C TG F。 结论:①60%氧可促进HF L1细胞增殖,转分化并产生胶原蛋白,促进EC M生成,促进高氧诱导的肺损伤和肺纤维化。②60%氧可激活R ho/R oc k信号通路。③60%氧可能通过激活Rho/Rock信号通路促进HFL1增殖,向MLF转分化并促进胶原蛋白形成进而引发ECM表达增加等一系列促纤维化反应,抑制Rho/Rock信号通路可以干预60%氧致纤维化因子的表达,可以干预肺成纤维细胞的增殖、转分化和纤维化形成。④Rho/Rock信号通路有可能成为高氧肺损伤和纤维化的潜在治疗靶点。