Rac1/MAPK/ERK通路在大鼠呼吸机相关性肺损伤中的作用及机制

摘要：

目的 探讨Ras相关C3肉毒素底物1/丝裂素活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(Rac1/MAPK/ERK)信号通路在大鼠呼吸机相关性肺损伤(VILI)中的作用及其机制.方法 将30只SD大鼠按随机数字表法分为自主呼吸组、正常潮气量(VT)组和大VT组,每组10只.自主呼吸组大鼠保留自主呼吸;正常VT组和大VT组大鼠均行气管切开后气管插管,双肺分别给予6 mL/kg和40 mL/kg VT的机械通气并维持麻醉.通气4h后处死大鼠取心脏血、支气管肺泡灌洗液(BALF)和肺组织.采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清和BALF中白细胞介素(IL-1β、IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、髓过氧化物酶(MPO)及巨噬细胞炎症因子-2(MIP-2)水平.测定肺组织湿/干重比值(W/D);苏木素-伊红(HE)染色后,光镜下观察肺组织病理学改变,并进行病理学评分;透射电镜下观察Ⅱ型肺泡上皮细胞(AECⅡ)超微结构改变;采用免疫组化法检测肺组织磷酸化细胞外信号调节激酶(p-ERK)阳性表达,采用免疫荧光技术检测肺组织Rac1和F-肌动蛋白(F-actin)的阳性表达;采用实时荧光定量反转录-聚合酶链反应(RT-qPCR)检测肺组织ERK及Rac1的mRNA表达;采用蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)检测肺组织Rac1、p-ERK及F-actin的蛋白表达.结果 ①与自主呼吸组比较,机械通气两组肺W/D比值均明显升高,以大VT组升高更为显著(6.64±0.88比1.79± 0.36,P＜ 0.01).②自主呼吸组肺组织及AECⅡ超微结构无明显病理学改变.正常VT组肺组织有轻微水肿及少量炎性细胞浸润;AECⅡ板层小体较少,细胞膜绒毛分布欠均匀.大VT组肺组织明显水肿,肺间隔增宽,肺泡充血,伴有大量炎性细胞浸润,肺泡结构紊乱;AECⅡ形态不规则,核固缩明显,胞质中板层小体数量减少且分布不均.大VT组肺组织病理学评分明显高于自主呼吸组和正常VT组(分:12.00±2.00比6.00± 1.51、8.50± 0.93,均P＜0.01).③与自主呼吸组比较,机械通气两组血清及BALF中IL-1β、IL-6、TNF-α、MPO、MIP-2水平均明显升高,以大VT组升高更为显著[血清IL-1β(ng/L):104.2±15.1比20.3±8.3,IL-6 (ng/L):46.6±11.5比22.7±7.5,TNF-α (ng/L):39.4±6.5比5.4±1.9,MPO (ng/L):0.66±0.24比0.06±0.03,MIP-2(ng/L):109.2±25.8比22.8±8.4;BALF中IL-1β(rng/L):121.5±25.6比24.0±7.5,IL-6 (ng/L):136.7±32.7比31.4±10.5,TNF-α(ng/L):98.0± 14.8比10.1 ±2.6,MPO(ng/L):0.80±0.31比0.08±0.04.MIP-2(ng/L):144.4± 28.9比41.2±20.7;均P＜0.01].④自主呼吸组仅有极少量p-ERK、Rac1和F-actin阳性表达;正常VT组阳性表达有所增加;大VT组p-ERK阳性表达明显增加,Rac1、F-actin分别分布于细胞膜和细胞质,阳性表达进一步增强.⑤大VT组ERK、Rac1基因和p-ERK、Rac1、F-actin蛋白表达量明显高于自主呼吸组和正常VT组[ERK mRNA (2-T△△ct):8.23±2.83比1、3.02± 1.38,p-ERK蛋白(灰度值):1.15±0.36比0.61±0.23、0.88±0.22;Rac1 mRNA (2-△△Ct):4.45±2.26比1、1.22±0.39,Rac1蛋白(灰度值):0.91 ±0.16比0.48±0.11、0.55 ±0.10;F-actin蛋白(灰度值):0.70±0.09比0.49±0.08、0.55±0.04;均P＜0.01].结论 VILI模型大鼠肺组织F-actin表达明显上调,AECⅡ骨架重构和细胞膜通透性改变,推测F-actin可能通过激活Rac1/MAPK/ERK信号通路加重VILI.

关键词：呼吸机相关性肺损伤、Ras相关C3肉毒素底物1、细胞外信号调节激酶、F-肌动蛋白、细胞骨架

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分类号：R56;R65

资助基金：Key Project of Guangxi Natural Science Foundation2014GXNSFDA118026;Research and Development Project of Health Care Technology in Guangxi S201418-02广西自然科学基金重点项目2014GXNSFDA118026;广西医疗卫生适宜技术研究与开发项目S201418-02

在线出版日期：2017-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：249-254