CXCR4在肺型氧中毒致肺損傷機制中的作用研究.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間過長導致肺部的功能和結構發(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)病機制尚未完全明確，因此切實有效的干預措施和治療手段并不完善。若不及時進行治療，一旦進展為急性肺損傷甚至呼吸窘迫綜合癥，患者就可能進入全身多器官衰竭狀態(tài)，預后極差。
　　肺型氧中毒發(fā)生時肺內(nèi)肺泡-毛細血管屏障遭到破壞、出現(xiàn)氣體交換障礙、肺內(nèi)發(fā)生炎癥反應和

2、肺水腫等病理學改變。在炎性因子和趨化因子的共同作用下，大量炎癥細胞在肺內(nèi)募集和黏附，不僅破壞肺臟血管內(nèi)皮屏障，還同時釋放大量的蛋白酶等物質(zhì)，進一步加重肺內(nèi)炎癥反應程度和上皮細胞損傷，進而誘導更多信號轉導通路和轉錄因子的激活，形成所謂“放大”效應。
　　肺損傷的嚴重程度與炎癥細胞浸潤密切相關，而炎癥細胞浸潤程度則與其趨化能力有關。因此，肺型氧中毒發(fā)生時，降低炎癥細胞的趨化能力和肺內(nèi)炎癥反應以及調(diào)節(jié)相關信號轉導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、病原體清除等方面起到調(diào)節(jié)信號轉導、趨化炎癥細胞、維持炎性反應動態(tài)平衡等重要作用。相關研究發(fā)現(xiàn)，高壓氧處理后大鼠肺組織出現(xiàn)出血、水腫，同時CXCR4表達顯著升高。據(jù)此推測其可能的機制為高壓氧狀態(tài)下血管內(nèi)皮細胞、肺泡上皮細胞損傷后，升高的CXCR4通過激活G蛋白耦聯(lián)的信號通路及轉錄因子引

4、起細胞損傷、凋亡并釋放一系列炎癥因子，進一步損傷肺組織。但是其具體的損傷機制如相關信號轉導通路、下游炎癥因子水平變化及CXCR4在其中的作用機制仍不十分清楚。
　　由此，本課題進行了以下研究:
　　1、肺型氧中毒致肺損傷中CXCR4表達的變化規(guī)律:通過0.23MPa純氧高壓暴露復制動物模型，觀察高壓氧作用下不同暴露時間大鼠肺組織病理學改變，利用肺濕干重比、BALF總蛋白含量來判斷肺通透性變化，應用Western Blot方法

5、研究肺組織CXCR4表達變化，ELISA法檢測炎癥因子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間的變化規(guī)律，并對濕干重比、BALF總蛋白、TNF-α、IL-1β及CXCR4指標變化與UPTD劑量值進行相關性分析以探討CXCR4隨肺損傷程度變化而變化的規(guī)律及機制。
　　2、CXCR4抑制劑對肺型氧中毒致肺損傷的干預作用:根據(jù)前期實驗結果，選擇指標變化最顯著的0.23MPa純氧暴露8小時方案

6、，利用CXCR4特異性阻斷劑AMD3100進行預處理，并從大鼠肺組織病理學改變、肺通透性變化及CXCR4表達變化角度判斷AMD3100對大鼠肺型氧中毒致肺損傷的干預作用，觀察檢測炎癥因子TNF-α、IL-1β及凋亡蛋白Caspase3含量變化以研究下游信號通路在抑制劑干預下的變化情況，探究肺損傷中CXCR4抑制劑對肺型氧中毒致肺損傷的干預作用機制，進一步驗證CXCR4在肺型氧中毒致肺損傷機制中的作用。
　　主要研究結果如下:

7、>　　1、本工作成功復制了0.23MPa高壓氧暴露不同時程大鼠肺型氧中毒模型，為下一步實驗奠定了實驗基礎。
　　2、隨著高壓氧暴露時間的延長，大鼠肺組織病理學變化、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表達明顯升高（P＜0.01），隨暴露時間變化逐漸升高，并在8小時組達到高峰，與炎癥因子TNF-α含量、IL-1β含量具有相同的變化趨勢。不同高壓氧暴露時間大鼠肺組織通透性指標、肺組織CXCR4、TNF

8、-α及IL-1β含量與UPTD劑量均呈正相關（P＜0.01）。
　　3、常壓空氣條件下預先應用CXCR4特異性抑制劑AMD3100處理大鼠，與使用PBS預處理相比，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先應用AMD3100處理與PBS預處理相比，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