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脂多糖致大鼠急性肺损伤早期Ⅰ型前胶原羧基端肽的表达

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维普资讯 http://www.cqvip.com 沈阳医学院学报Journal of Shenyang Medical College第10卷第1期2008年3月 ・ 7 ・ 脂多糖致大鼠急性肺损伤早期I型前胶原羧基端肽的表达 高鸿关 ,焦光宇 ,李胜歧 (1.沈阳医学院奉天医院呼吸科,辽宁沈阳110024;2.中国医科大学盛京医院呼吸科) [摘要]目的:观察脂多糖(LPS)致大鼠急性肺损伤(AL1)早期是否存在肺纤维增生,探讨其在ALl发病机制中的作用。 方法:将27只sD大鼠随机分成3组,其中对照组为气管内滴注NS(生理盐水)12h后取材,LPS。组、LPS2组为气管内滴注 LPS 1,0ml/kg(浓度为1001 ̄g/m1)后分别于12h、24h取材。用酶联免疫吸附试验(ELISA)方法测定血清及肺泡灌洗液 (BALF)中I型前胶原羧基端肽(P I cP)的浓度。结果:LPs2组大鼠血清P I cP浓度为(64,75±11,97) L显著高于对照 组(12,38±3,59) g/L和LPSl组(13,96±4,30) s/L(P<0,05),而LPsl组和对照组间差异无显著性(P>0,05);LPS2组大 鼠BALF中P I cP浓度为(35.26±3,32) g/L显著高于对照组(6.90±1.99) g/L和LPSl组(6.92±2,50) L(P<0,05), 而对照组和LPSl组间差异无显著性(P>0,05)。结论:LPS致大鼠Au后24h血清及BALF中P I CP浓度显著增高提示ALl 早期肺纤维增生存在。 [关键词]脂多糖;急性肺损伤;I型前胶原羧基端肽 [中图分类号]R562,25 [文献标识码]A [文章编号]1008-2344(2008)01—0007—03 Expression of Type I Procollagen Peptide in Rat with Early Acute Lung Injury Caused by Lipopolysacha- ride GAO Hong—mei ,JIAO Guang—yu ,LI Sheng—qi (1.Department of Respiratory Medicine,Fengtiall Hospital Afifliated to Shenyang Medical College,Shenyang 1 10024,China;2.Department of Respira— tory Medicine,Shengjing Hospital Afifliatde to China Medical University) [Abstract]objecflve:To observe the fibropmliferation occults early in the acute lung injury(Au)caused by lipopolysacharide (LPS),Methods:Twenty—seven SD rats were divided into 3 groups randomly,the control group was instilled slaine into trachea for 12h;and the lung samples were made.The LPSlgroup nad LPS2 group were instilled LPS 1.0 ml/kg(1O0 ̄g/m1)for 12h and 24h re— spectively,and the lung samples were made.Type I procollagen peptide(P I CP)was detected by ELISA in serum nad bronchoalveolra lavage lfuid(BALF).Results:The serum P I CP concentration in LPS2 group(64.75±11.97) g/L,was signiifcantly higher than that in control group(12.38土3.59) s/L and LPsl group(13.96土4.30) g/L(P<0.05).Control group nad LPSI group had no singiifcant diference(P>0.05).The BALF P I CP concentration in LPS2 group(35.26±3.32) g/L,was signiifcantly higher than that in control group(6.90土1.99) g/L and LPst group(6.92土2.50) s/L(P<0.05).Contorl group and LPStgroup had no sig— niifcant difference(P>0.05).Conclusions:The signiifcant increase of P I CP in serum and BALF after 24h in ALI caused by LPS indicate the existence of lung fibropmliferation. [Key words]lipopolysacharide(LPS);acute lung injury(AL1);type I pmcollagen peptide(P I CP) 急性肺损伤(Au)被认为是急性呼吸窘迫综合 物中心提供,雌雄不拘,体重(275±25)g,饲养于洁 征(ARDS)的早期表现。Au发展过程中肺纤维增 净、温控的动物中心实验室以避免肺部感染的发 生可以通过增加呼吸膜的厚度进而影响早期气血 生,正常进食水。 交换,减小肺顺应性,影响预后。而I型前胶原羧 1.2主要试剂 器材①脂多糖LPS:E.coli,内毒 基端肽(P I CP)是胶原合成过程中的水解产物,可 素055:B5 LPS(Sigma.Co)。②大鼠血清及上清液 以反映I型胶原的合成情况。本实验通过检测脂 P I CP酶联免疫吸附试剂盒(美国进口分装,购于 多糖(LPS)致大鼠Au早期(24h内)血清及肺泡灌 大连泛邦生物技术公司)。③低温离心机:Hettich 洗液(BALF)中P I CP的含量,来检测ALI/ARDS 32R(德国生产)。④酶标仪(芬兰雷博公司生产)。 早期是否有肺纤维增生的存在,并为早期抗纤维化 1.3实验方法 治疗提供理论依据。 1.3.1实验动物的分组及处理将27只sD大鼠 1材料与方法 随机分成3组:对照组(9只)、LPS.组(9只)、LPS2 组(9只)。对照组气管内滴注生理盐水1.0ml/kg, 1.1实验动物27只SD大鼠由中国医科大学动 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ 8 ・ 沈 阳 医 学 院学 报 第1O卷 LPS,组及LPS 组气管内滴注LPS 1.0ml/kg(浓度为 lO01xg/m1)建立Au动物模型。将滴注LPS的大鼠 随机分成两组,其中给药后观察12h取材的为LPS 组,给药后观察24h取材的为LPS 组。 1.3.2肺损伤的评价肺损伤严重程度可根据以 下标准判定:(1)测定肺湿重/干重(W/D)比值:结 扎左主支气管剪取一部分左肺组织称湿重(W),然 后置于6o o【=温箱中,7天后称干重(D),求得W/D。 (2)血清和BALF白蛋白测定:动物处死后,心脏采 血,离心后取血清测白蛋白;右主支气管进行肺泡 灌洗,首次灌注PBS液15。0ml/kg,以后灌注量为前 一次的回收量,共灌注4次,每次冲洗3遍,将回收 的BALF混合计量,离心后测上清液白蛋白浓度。 (3)观察肺组织病理表现:取右肺置于10%甲醛溶 液中固定12h,常规脱水、包埋、制成蜡块,经切片、 HE染色,观察肺组织病理表现。 1.3.3血清及肺泡灌洗液P I CP浓度测定P I CP采用酶联免疫吸附法测定,按照试剂盒说明书 进行操作,反应结束后15min内在450nm处读OD 值。以OD值为纵坐标,以标准品浓度为横坐标,绘 制标准曲线。根据血清样品的OD值可在标准曲线 上查出其浓度。 1.4统计学分析结果以均数±标准差( ±s)表 示;采用SPSS11.5统计软件,多组间比较用方差分 析,组间比较用q检验,P<0.05为差异有显著性。 2 结果 2.1 LPS致大鼠ALl评价 2.1.1肺组织的病理改变NS对照组:肺组织大 体无异常所见。光镜可见肺泡结构完整,未见明显 病变(图1)。LPS,组:大体观可见所有肺组织均有 肿胀,背膜光亮,有部分可见被膜下出血点。光镜 可见肺内弥漫性炎症细胞浸润,以中性粒细胞为 主,肺泡腔内有红细胞渗出,有局限性肺气肿和肺 不张,肺毛细血管扩张呈不规则形,毛细血管及支 气管周围间隙增宽、水肿;肺泡间隔及肺泡间质轻 度水肿(图2)。LPS 组:大体观见肺组织发黄。光 镜下肺泡腔内可见中性粒细胞浸润,并有少量淋巴 细胞、巨噬细胞浸润,肺泡内及间质均有红细胞浸 润,部分肺泡壁破坏、肺泡融合形成局灶性肺气肿, 有部分肺泡不张;肺泡间隔明显增厚,间质增生,有 淋巴细胞、巨噬细胞及成纤维细胞浸润,有毛细血 管扩张,形状不规则(图3)。 2。1。2 血清、BALF中自蛋白含量 如表1所示, 一翌  图2 LPSl组肺组织毛细血管扩张,肺泡腔内可见中性粒细胞 和红细胞浸润、肺水肿和轻度问质增厚HE×100 图3 u)S2组肺组织水肿I司质增厚,肺泡腔内明显 中性粒白细胞浸润HE×100 对照组及各实验组间血清白蛋白差异无统计学意 义(P>0.05)。BALF中自蛋白在损伤12h浓度明 显高于对照组,在24h浓度有所降低,但仍高于对 照组;三组间的差异均具有统计学意义(P<0.05), 说明富含蛋白的水肿液渗入肺泡腔。 2.1.3肺组织湿重/干重(W/D) 如表1所示,肺 W/D表明:肺损伤12 h组动物与对照组相比W/D 明显升高(P<0.05),而24h组与对照组无差异(P >0.05),说明损伤12h组肺水肿最明显。 表1 Au大鼠不同时相血清、BALF中白蛋白含量和 肺组织湿重/干重(:±s) 注:组问比较1)P>0.05;2)3)P<0.05 2.2血清及BALF中P I CP浓度 如表2所示, 血清及BALF中P I CP浓度在损伤12h与对照组 比较无差异(P>0。05),而损伤24h其浓度显著高 维普资讯 http://www.cqvip.com 第1期 高鸿美等.脂多糖致大鼠急性肺损伤早期I型前胶原羧基端肽的表达 ・9・ 于对照组,具有统计学意义(P<0.05)。 表2血清及BALF中P I CP含量( ±s) 注:组间比较1)P>O.05;2)P<O.05 3 讨论 本研究通过气管内注入LPS的方法建立Au 动物模型,发现BALF中蛋白含量明显增加,并且肺 湿重/干重明显高于对照组,说明富含蛋白的水肿 液渗人肺泡内,结合实验动物的病理表现显示Au 动物模型建立成功。 ARDS和Au是以顽固性低氧血症,呼吸频数 和呼吸窘迫为主要表现的临床综合征,ARDS的病 理过程可以分为三个阶段:渗出期、增生期和纤维 化期,病死率高,肺纤维化是直接或间接导致ALI/ ARDS患者死亡的原因之一。积极逆转肺纤维增生 可能会改善Au/ARDS的预后。胶原合成是肺纤 维化形成的重要标志。胶原蛋白的合成同时释放 可溶性的N一末端及C一末端前胶原肽。因此,测定 可溶性N一末端及c一末端前胶原肽,可以作为胶原 合成的标志物¨j。肺间质以I、Ⅲ型胶原为主,P I CP为I型前胶原羧基端肽。P I CP的产生仅与I 型胶原合成有关,在BALF中的含量不受I型胶原 降解的影响 j,能更好地反映I型胶原的合成情 况。本实验检测了LPS致大鼠急性肺损伤不同时 段血清及BALF中P I CP的浓度,其结果显示在 LPS致大鼠急性肺损伤12h组血清及BALF中P I CP浓度无显著增高,而在损伤24h P I CP浓度显 著高于正常对照组,肺组织病理结果显示24h肺组 织损伤程度比12h肺损伤程度严重,说明:前胶原 肽主要来自损伤的肺组织,损伤愈重P I CP浓度增 加愈明显。Chesnutt等学者研究认为ARDS所致 的肺水肿、肺损伤导致可溶性的前胶原肽进入肺 泡,ARDS早期开始肺纤维增生 ]。Marshall等研 究表明在ARDS早期BALF中,非存活组的Ⅲ型前 胶原氨基端肽(PIIINP)浓度明显高于存活组 j。 另外有研究表明BALF中的前胶原肽浓度是反映 ARDS患者预后的指标之一[5 ]。我们研究也显示 ALI大鼠24h BALF中P I cP浓度显著高于对照组 和损伤12h组,而24h组比12h组肺损伤严重;说明 BALF中P I CP浓度愈高,肺损伤愈重。 本研究显示ALI的肺纤维增生过程在早期渗 出期就已经启动,表现为胶原合成增加,从而推测 如果在ALI/ARDS早期干预胶原合成可能有利于 逆转其预后,降低死亡率。至于机体是如何启动胶 原合成基因、受何种因素影响还有待于进一步研 究。 参考文献: [1]Horslev-Petersen K.Circulating extracellular matrix components as m ̄rkers for connective tissue response to inflammation[J].Danish Medical Bulletin,1990,37:308—329. 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Nengl J Med,2000,342:1334—1347. [收稿日期]2007—09—10 

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