CXCR4在肺型氧中毒致肺損傷機(jī)制中的作用研究.pdf

1、在潛水作業(yè)及高壓氧治療中，吸入氣氧分壓過高或吸氧時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致肺部的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生病理性變化而表現(xiàn)出的癥狀稱之為肺型氧中毒。肺型氧中毒出現(xiàn)的癥狀易被腦型氧中毒的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀掩蓋，且發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，因此切實(shí)有效的干預(yù)措施和治療手段并不完善。若不及時(shí)進(jìn)行治療，一旦進(jìn)展為急性肺損傷甚至呼吸窘迫綜合癥，患者就可能進(jìn)入全身多器官衰竭狀態(tài)，預(yù)后極差。
　　肺型氧中毒發(fā)生時(shí)肺內(nèi)肺泡-毛細(xì)血管屏障遭到破壞、出現(xiàn)氣體交換障礙、肺內(nèi)發(fā)生炎癥反應(yīng)和

2、肺水腫等病理學(xué)改變。在炎性因子和趨化因子的共同作用下，大量炎癥細(xì)胞在肺內(nèi)募集和黏附，不僅破壞肺臟血管內(nèi)皮屏障，還同時(shí)釋放大量的蛋白酶等物質(zhì)，進(jìn)一步加重肺內(nèi)炎癥反應(yīng)程度和上皮細(xì)胞損傷，進(jìn)而誘導(dǎo)更多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和轉(zhuǎn)錄因子的激活，形成所謂“放大”效應(yīng)。
　　肺損傷的嚴(yán)重程度與炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)密切相關(guān)，而炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)程度則與其趨化能力有關(guān)。因此，肺型氧中毒發(fā)生時(shí)，降低炎癥細(xì)胞的趨化能力和肺內(nèi)炎癥反應(yīng)以及調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路活性成為目前治療氧中

3、毒肺損傷的主要思路。
　　趨化因子受體4(CXC Chemokine Receptor4，CXCR4)屬于G蛋白耦聯(lián)受體蛋白超家族的一員，在炎癥反應(yīng)、病原體清除等方面起到調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、趨化炎癥細(xì)胞、維持炎性反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡等重要作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，高壓氧處理后大鼠肺組織出現(xiàn)出血、水腫，同時(shí)CXCR4表達(dá)顯著升高。據(jù)此推測(cè)其可能的機(jī)制為高壓氧狀態(tài)下血管內(nèi)皮細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞損傷后，升高的CXCR4通過激活G蛋白耦聯(lián)的信號(hào)通路及轉(zhuǎn)錄因子引

4、起細(xì)胞損傷、凋亡并釋放一系列炎癥因子，進(jìn)一步損傷肺組織。但是其具體的損傷機(jī)制如相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、下游炎癥因子水平變化及CXCR4在其中的作用機(jī)制仍不十分清楚。
　　由此，本課題進(jìn)行了以下研究:
　　1、肺型氧中毒致肺損傷中CXCR4表達(dá)的變化規(guī)律:通過0.23MPa純氧高壓暴露復(fù)制動(dòng)物模型，觀察高壓氧作用下不同暴露時(shí)間大鼠肺組織病理學(xué)改變，利用肺濕干重比、BALF總蛋白含量來判斷肺通透性變化，應(yīng)用Western Blot方法

5、研究肺組織CXCR4表達(dá)變化，ELISA法檢測(cè)炎癥因子TNF-α、IL-1β作為衡量下游炎癥因子水平變化依據(jù)，探索肺損傷隨高壓氧暴露不同時(shí)間的變化規(guī)律，并對(duì)濕干重比、BALF總蛋白、TNF-α、IL-1β及CXCR4指標(biāo)變化與UPTD劑量值進(jìn)行相關(guān)性分析以探討CXCR4隨肺損傷程度變化而變化的規(guī)律及機(jī)制。
　　2、CXCR4抑制劑對(duì)肺型氧中毒致肺損傷的干預(yù)作用:根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇指標(biāo)變化最顯著的0.23MPa純氧暴露8小時(shí)方案

6、，利用CXCR4特異性阻斷劑AMD3100進(jìn)行預(yù)處理，并從大鼠肺組織病理學(xué)改變、肺通透性變化及CXCR4表達(dá)變化角度判斷AMD3100對(duì)大鼠肺型氧中毒致肺損傷的干預(yù)作用，觀察檢測(cè)炎癥因子TNF-α、IL-1β及凋亡蛋白Caspase3含量變化以研究下游信號(hào)通路在抑制劑干預(yù)下的變化情況，探究肺損傷中CXCR4抑制劑對(duì)肺型氧中毒致肺損傷的干預(yù)作用機(jī)制，進(jìn)一步驗(yàn)證CXCR4在肺型氧中毒致肺損傷機(jī)制中的作用。
　　主要研究結(jié)果如下:

7、>　　1、本工作成功復(fù)制了0.23MPa高壓氧暴露不同時(shí)程大鼠肺型氧中毒模型，為下一步實(shí)驗(yàn)奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　2、隨著高壓氧暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，大鼠肺組織病理學(xué)變化、肺通透性逐漸加重，與肺組織損傷程度相一致;高壓氧暴露后肺組織CXCR4表達(dá)明顯升高（P＜0.01），隨暴露時(shí)間變化逐漸升高，并在8小時(shí)組達(dá)到高峰，與炎癥因子TNF-α含量、IL-1β含量具有相同的變化趨勢(shì)。不同高壓氧暴露時(shí)間大鼠肺組織通透性指標(biāo)、肺組織CXCR4、TNF

8、-α及IL-1β含量與UPTD劑量均呈正相關(guān)（P＜0.01）。
　　3、常壓空氣條件下預(yù)先應(yīng)用CXCR4特異性抑制劑AMD3100處理大鼠，與使用PBS預(yù)處理相比，肺組織中CXCR4、TNF-α、IL-1β及活化的Caspase-3含量變化差異無顯著性（P＞0.05）;而在高壓氧暴露下預(yù)先應(yīng)用AMD3100處理與PBS預(yù)處理相比，大鼠肺組織中CXCR4、TNF-α、IL-1β及活化的Caspase-3含量降低，差異有顯著性(P＜0