硫化氫在脂多糖所致的急性肺損傷中的作用及其與一氧化氮的相互調節(jié)關系.pdf

1、急性肺損傷(acutelunginjury，ALI)是多種原因引起的，以肺泡毛細血管膜和肺上皮廣泛受損所致的肺水腫和肺不張為主要特征，臨床上可表現為呼吸窘迫和頑固性低氧血癥，進一步發(fā)展即為急性呼吸窘迫綜合征(acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS)。多種病因(包括肺內/肺外，感染/非感染)都能直接或間接地引起ALI及ARDS。革蘭氏陰性細菌內毒素的主要活性成分脂多糖(lipopolysaccharid

2、e，LPS)是導致肺部感染和全身感染的主要因素。LPS由其受體介導啟動機體炎癥反應，進而導致全身性炎癥反應綜合征(systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS)，在肺部可表現為ALI。LPS所致ALI是以中性粒細胞(polymorphonuclearneutrophil，PMN)浸潤為主的肺組織炎癥反應，PMN在肺內的大量扣押、激活及釋放大量炎癥介質及活性氧物質等，導致彌漫性肺組織損傷，是其發(fā)病學的

3、中心環(huán)節(jié)。然而對于LPS啟動機體炎癥反應、導致ALI的具體機制尚未完全闡明。 內源性氣體信號分子是一類具有多種病理生理作用的生物物質，它們的發(fā)現為ALI發(fā)病機制的研究開辟了一個新的領域。迄今已證實的內源性氣體信號分子有三種，即一氧化氮(nitricoxide，NO)、一氧化碳(carbonmonoxide，CO)和硫化氫(hydrogensulfide，H2S)。NO和CO在ALI中的作用已得到了證實。H2S是繼NO和CO之后被

4、確認的第三種內源性氣體信號分子。關于生理和病理情況下H2S作用的研究雖剛剛起步，但已證實H2S參與了神經和血管等的生理功能調節(jié)，以及高血壓、肺動脈高壓、內毒素休克等疾病的發(fā)生。那么，探明H2S在LPS所致ALI中發(fā)揮何種作用，是本研究的主要目的之一。 內源性氣體信號分子之間存在著相互調節(jié)的關系。已有研究證實NO與CO之間可對彼此產生的限速酶進行調節(jié)。而關于ALI時NO與H2S之間相互關系如何，尚未見相關報道。 有研究報道

5、氣體信號分子NO可參與生理狀態(tài)下肺功能的調節(jié)和多種肺疾病的發(fā)生。NO是由一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase，NOS)催化L-精氨酸和氧分子反應產生的。NOS分為固有型NOS(constitutiveNOS，cNOS)和誘生型NOS(inducibleNOS，iNOS)。其中cNOS在生理狀態(tài)下即有表達，由它表達產生的NO可以通過保護微血管內皮完整性、減少炎癥細胞聚集、下調腫瘤壞死因子-α(tumornecrosisfa

6、ctor-α，TNF-α)的表達等機制減輕肺臟損傷程度。iNOS主要存在于肺內巨噬細胞、PMN和血管平滑肌細胞等，主要在炎癥情況下被內毒素及多種細胞因子如干擾素、TNF-α、白介素等誘導后大量表達，其后產生的大量內源性NO與氧自由基反應生成過氧亞硝基陰離子(peroxynitrite，ONOO-)。ONOO-是一種強氧化劑，可以導致肺臟的嚴重損傷。因此認為NO在ALI的病理生理過程中具有重要作用，iNOS誘導釋放的NO是LPS導致肺組織

7、炎癥反應和肺損傷重要機制之一。 肺組織中血管平滑肌細胞是iNOS和H2S生成的關鍵酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase，CSE)的主要表達部位。肺血管損傷后的主要表現之一是肺血管反應性紊亂，主要原因在于肺血管內皮細胞受損而導致內皮來源的舒血管因子如NO和縮血管物質如內皮素之間平衡失調，此時血管平滑肌細胞來源的具有舒血管作用的H2S對血管張力的調節(jié)便具有重要意義。因此，本課題還將在肺動脈平滑肌細胞(pul

8、monaryarterysmoothmusclecell，PASMC)水平探討H2S在LPS所致細胞損傷中的作用及在此過程中H2S和NO之間的關系。 絲裂原激活蛋白激酶系統(mitogen-activatedproteinkinase，MAPKs)是多種細胞外刺激激活各種信號途徑的交匯點，調節(jié)細胞的基本生命活動。p38MAPK是MAPKs家族中的重要一員，除可被各種炎癥介質激活，參與調節(jié)炎癥中各種細胞反應的細胞內信號外，還可參與

9、細胞的存活、分化、發(fā)育過程。有文獻報道，p38MAPK介導了某些因素對iNOS的誘導，而H2S可下調動脈平滑肌細胞MAPK通路，由此我們推測，p38MAPK可能是NO和H2S之間相互調節(jié)的連接紐帶。這是本研究所要解決的另一個問題。 為此，本實驗從整體、細胞和分子水平研究了內外源性H2S在LPS所致ALI中的作用及其對LPS引起PASMC損傷的影響，以及在此過程中H2S與NO的相互關系，并探討了H2S與NO之間相互調節(jié)的可能信號轉