u-PA及PAI-1在小鼠實驗性肺氣腫發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制.pdf

1、肺氣腫是慢性阻塞性肺疾病的終末階段,主要表現(xiàn)為肺泡間質(zhì)成份(膠原和彈力纖維蛋白)破壞,終末細支氣管遠端(包括呼吸細支氣管、肺泡管、肺泡囊、肺泡)的過度充氣和擴大。肺氣腫的發(fā)生發(fā)展與肺臟間質(zhì)蛋白降解破壞關(guān)系密切。肺臟間質(zhì)蛋白的降解酶主要包括纖溶酶和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等。纖溶酶和基質(zhì)金屬蛋白酶的含量及活性的改變影響肺氣腫的發(fā)生發(fā)展。
　　 同肺間質(zhì)蛋白分解相關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶主要包括MMP-2,MMP-9,MMP-12等。M

2、MP-2和MMP-9主要降解基質(zhì)膠原蛋白；MMP-12主要降解基質(zhì)彈力纖維蛋白。抑制肺間質(zhì)蛋白分解的酶主要是基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1),通過與MMP-2,MMP-9等基質(zhì)金屬蛋白酶結(jié)合,降低其活性,減少肺間質(zhì)破壞并促進修復。
　　 u-PA是絲氨酸蛋白酶蛋白酶家族中的重要成員之一,可作用于纖溶酶原和基質(zhì)金屬蛋白酶。u-PA與其受體uPAR結(jié)合,激活細胞周圍基質(zhì)中纖溶酶原(plg)轉(zhuǎn)變?yōu)槔w溶酶(plm),后者激活相應(yīng)

3、G蛋白受體,發(fā)揮信號分子的作用。u-PA還可通過激活基質(zhì)金屬蛋白酶原成為活性酶形式,降解細胞外基質(zhì)蛋白；在組織間質(zhì)損傷修復中也發(fā)揮重要作用。因此u-PA可能與肺氣腫的發(fā)生發(fā)展有一定關(guān)系。
　　 在此,首次使用u-PA基因敲除小鼠研究u-PA對老年性肺氣腫樣改變的影響及其分子機制。通過提取15天(低齡組)及4月(高齡組)齡野生型小鼠和u-PA基因敲除小鼠肺組織進行HE染色比較不同基因型小鼠肺組織形態(tài),結(jié)果顯示低齡組u-PA基因缺失

4、小鼠相比野生型(WT)小鼠肺組織形態(tài)無明顯差異,高齡組野生型小鼠肺泡擴大,肺間質(zhì)破壞明顯。相比之下,u-PA基因缺失小鼠肺泡壁結(jié)構(gòu)較完整,肺泡腔無明顯增大。為進一步分析產(chǎn)生上述差異的原因,應(yīng)用圖像分析軟件image pro plus v5.0結(jié)合weigert彈力纖維蛋白染色,對肺間質(zhì)彈力纖維等肺組織成份進行半定量分析(weigert彈力纖維染色陽性部分占總高倍視野面積蛋白),結(jié)果顯示高齡組u-PA基因缺失小鼠肺彈力纖維含量顯著高于野生

5、型小鼠,低齡組兩者無顯著差異。Real-time PCR檢測彈力蛋白(Elastin),MMP-12和TIMP-1的表達水平,結(jié)果顯示高齡組u-PA基因缺失小鼠肺組織Elastin和TIMP-1的mRNA表達顯著高于野生型小鼠,同時MMP-12的mRNA也略有升高,低齡組無顯著差異。
　　 以上結(jié)果說明,u-PA基因缺失減輕了小鼠實驗性老年性肺氣腫樣改變,分析其分子機制可能是u-PA基因缺失后,導致彈力蛋白和TIMP-1基因的表