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目的:从炎症和氧化应激损伤两方面研究内毒素血症小鼠急性肺损伤的动态改变及生长抑素(Somatostatin,SST)对其的影响和可能的干预机制。
方法:
1.建模
取标本将96只SPF级ICR小鼠随机分为正常对照组(n=24),SST对照组(n=24),内毒素血症组(n=24),SST干预组(n=24)。正常对照组和SST对照组腹腔注射生理盐水,内毒素血症组和SST干预组腹腔注射内毒素(12mg/kg),SST对照组和SST干预组分别于0.5h、2h、6h、12h皮下注射思他宁(20μg/kg)。所有小鼠分别于3h、8h、16h活杀留取标本。
2.大体指标观察
观察内毒素血症小鼠急性肺损伤的行为学改变及生长抑素对其的影响,包括皮毛、呼吸、饮食、活动及精神状态等方面;烘干法测定肺组织湿干重比值(W/D);光镜下观察肺组织的病理改变。
3.分子水平检测
3.1酶联免疫吸附法(ELISA)检测小鼠血清中SST、TNF-α、IL-6、IL-10和肺组织NQO-1的含量变化;
3.2化学比色法检测小鼠肺组织MDA含量和SOD、CAT活力等氧化还原指标;
3.3 RT-PCR法检测小鼠肺组织TLR4、NF-κBp65及Nrf2 mRNA的表达;
3.4 Western Blot法检测肺组织TLR4、NF-κBp65及Nrf2蛋白的表达。
结果:
1.大体指标
1.1内毒素血症小鼠急性肺损伤行为学改变及生长抑素对其的影响
正常对照组和SST对照组小鼠皮毛光滑,反应敏捷,呼吸平稳,活动自如;内毒素血症组小鼠皮毛粗糙无光,呼吸频促,精神萎靡,蜷缩少动,嗜睡,进食饮水减少,口唇肢端发绀,眼周血性分泌物明显增多,且随着时间延长,症状逐渐加重;SST干预组小鼠症状较内毒素血症组明显减轻。
1.2内毒素血症小鼠急性肺损伤肺组织湿干重比值的改变及生长抑素对其的影响
与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠8h、16h肺组织湿干重比值明显增高,且随着时间推移逐渐加重,差异具有统计学意义;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠肺组织湿干重比值明显下降,差异具有统计学意义。
1.3内毒素血症小鼠急性肺损伤肺组织病理改变及生长抑素对其的影响
正常对照组和SST对照组小鼠肺组织结构清楚,肺泡壁薄,边缘完整,肺泡腔内无液体或炎性细胞,肺间质无炎性渗出;内毒素血症组小鼠肺组织充血,肺泡塌陷,肺泡隔增厚,部分肺泡腔内可见液体渗出以及肺间质水肿并有大量炎细胞浸润,随时间推移逐渐加重,16h受损最明显;SST干预组小鼠肺组织充血较轻s,肺泡塌陷、炎性细胞浸润的程度比内毒素血症组有明显减轻,肺间质水肿程度也减轻。
2.分子水平检测
2.1内毒素血症小鼠急性肺损伤肺组织炎症损伤的动态改变及生长抑素对其的影响
(1)内源性生长抑素水平与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠3h、8h、16h各时间点血清SST水平明显升高,且于8h达峰值,差异具有统计学意义;
(2)细胞因子水平的改变及生长抑素对其的影响与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠3h、8h、16h各时间点血清TNF-α、IL-6和IL-10水平均显著升高,并分别于8h、16h、16h达峰值;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠血清TNF-α、IL-6水平显著降低,而IL-10于3h、8h显著升高,但16h时已明显降低,差异有统计学意义。
(3)肺组织TLR4、NF-κB的mRNA和蛋白的表达变化及生长抑素对其的影响与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠肺组织3h、8h、16h TLR4、NF-κBmRNA和蛋白表达量显著增高,分别于16h、8h达峰值,差异有统计学意义;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠肺组织TLR4、NF-κB mRNA表达量于8h、16h明显降低,而TLR4、NF-κB p65的蛋白表达量于3h、8h、16h均明显降低,差异具有统计学意义。
2.2内毒素血症小鼠急性肺损伤肺组织氧化应激损伤的动态改变及生长抑素对其的影响
(1)肺组织MDA的含量和SOD、CAT活力的变化及生长抑素对其的影响
与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠肺组织MDA含量3h、8h、16h明显升高,SOD、CAT活力明显降低,差异具有统计学意义;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠肺组织MDA含量明显降低,SOD活力于8h、16h明显升高,CAT活力3h、8h、16h均明显升高,差异具有统计学意义。
(2)肺组织NQO-1的含量变化及生长抑素对其的影响
与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠3h、8h、16h各时间点肺组织NQO-1含量均显著升高,并于8h达峰值,差异具有统计学意义;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠肺组织NQO-1含量于8h、16h明显升高,差异具有统计学意义,而3h升高不明显。
(3)肺组织Nrf2 mRNA和蛋白的表达变化及生长抑素对其的影响
与正常对照组比较,内毒素血症组小鼠肺组织Nrf2的mRNA和蛋白的表达量于3h、8h、16h显著升高;与内毒素血症组比较,SST干预组小鼠肺组织Nrf2 mRNA表达量于3h、8h、16h明显升高,Nrf2蛋白于8h、16h表达量有明显升高,差异具有统计学意义。
结论:
1.内毒素血症急性肺损伤的可能机制失控性的炎症反应和氧化应激损伤是内毒素血症急性肺损伤的重要发病机制之一。LPS激活TLR4,启动细胞的固有免疫,释放炎症因子,激活NF-κB,进而启动炎性细胞因子的基因表达,通过正反馈,造成炎症失控。同时,炎症会引起中性粒细胞等在肺内积聚,造成呼吸爆发,释放出大量的活性氧,引起脂质过氧化,通过级联放大,造成细胞毒性和脏器损伤。
2.生长抑素干预的可能机制生长抑素作为一种抑制性神经肽,可抑制P物质的作用,具有免疫调节和降低细胞因子释放的功能。它能调节T细胞增殖分化,降低淋巴细胞的活性和中性粒细胞的趋化性,起到细胞保护的作用。本实验观察到生长抑素可以通过下调TLR4-NF-κB及上调Nrf2通路的表达活性,干预炎症和氧化应激损伤的信号传导,起到抗炎和抗氧化损伤的作用。