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(diào)節(jié)關(guān)系.pdf

1、急性肺損傷(acutelunginjury，ALI)是多種原因引起的，以肺泡毛細(xì)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(xiàn)為呼吸窘迫和頑固性低氧血癥，進(jìn)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(nèi)/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(xì)菌內(nèi)毒素的主要活性成分脂多糖(lipopolysaccharid

2、e，LPS)是導(dǎo)致肺部感染和全身感染的主要因素。LPS由其受體介導(dǎo)啟動(dòng)機(jī)體炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致全身性炎癥反應(yīng)綜合征(systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS)，在肺部可表現(xiàn)為ALI。LPS所致ALI是以中性粒細(xì)胞(polymorphonuclearneutrophil，PMN)浸潤(rùn)為主的肺組織炎癥反應(yīng)，PMN在肺內(nèi)的大量扣押、激活及釋放大量炎癥介質(zhì)及活性氧物質(zhì)等，導(dǎo)致彌漫性肺組織損傷，是其發(fā)病學(xué)的

3、中心環(huán)節(jié)。然而對(duì)于LPS啟動(dòng)機(jī)體炎癥反應(yīng)、導(dǎo)致ALI的具體機(jī)制尚未完全闡明。 內(nèi)源性氣體信號(hào)分子是一類具有多種病理生理作用的生物物質(zhì)，它們的發(fā)現(xiàn)為ALI發(fā)病機(jī)制的研究開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。迄今已證實(shí)的內(nèi)源性氣體信號(hào)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(shí)。H2S是繼NO和CO之后被

4、確認(rèn)的第三種內(nèi)源性氣體信號(hào)分子。關(guān)于生理和病理情況下H2S作用的研究雖剛剛起步，但已證實(shí)H2S參與了神經(jīng)和血管等的生理功能調(diào)節(jié)，以及高血壓、肺動(dòng)脈高壓、內(nèi)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(nèi)源性氣體信號(hào)分子之間存在著相互調(diào)節(jié)的關(guān)系。已有研究證實(shí)NO與CO之間可對(duì)彼此產(chǎn)生的限速酶進(jìn)行調(diào)節(jié)。而關(guān)于ALI時(shí)NO與H2S之間相互關(guān)系如何，尚未見相關(guān)報(bào)道。 有研究報(bào)道

5、氣體信號(hào)分子NO可參與生理狀態(tài)下肺功能的調(diào)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(yīng)產(chǎn)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(dá)，由它表達(dá)產(chǎn)生的NO可以通過保護(hù)微血管內(nèi)皮完整性、減少炎癥細(xì)胞聚集、下調(diào)腫瘤壞死因子-α(tumornecrosisfa

6、ctor-α，TNF-α)的表達(dá)等機(jī)制減輕肺臟損傷程度。iNOS主要存在于肺內(nèi)巨噬細(xì)胞、PMN和血管平滑肌細(xì)胞等，主要在炎癥情況下被內(nèi)毒素及多種細(xì)胞因子如干擾素、TNF-α、白介素等誘導(dǎo)后大量表達(dá)，其后產(chǎn)生的大量?jī)?nèi)源性NO與氧自由基反應(yīng)生成過氧亞硝基陰離子(peroxynitrite，ONOO-)。ONOO-是一種強(qiáng)氧化劑，可以導(dǎo)致肺臟的嚴(yán)重?fù)p傷。因此認(rèn)為NO在ALI的病理生理過程中具有重要作用，iNOS誘導(dǎo)釋放的NO是LPS導(dǎo)致肺組織

7、炎癥反應(yīng)和肺損傷重要機(jī)制之一。 肺組織中血管平滑肌細(xì)胞是iNOS和H2S生成的關(guān)鍵酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionineγ-lyase，CSE)的主要表達(dá)部位。肺血管損傷后的主要表現(xiàn)之一是肺血管反應(yīng)性紊亂，主要原因在于肺血管內(nèi)皮細(xì)胞受損而導(dǎo)致內(nèi)皮來源的舒血管因子如NO和縮血管物質(zhì)如內(nèi)皮素之間平衡失調(diào)，此時(shí)血管平滑肌細(xì)胞來源的具有舒血管作用的H2S對(duì)血管張力的調(diào)節(jié)便具有重要意義。因此，本課題還將在肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(pul

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

9、細(xì)胞的存活、分化、發(fā)育過程。有文獻(xiàn)報(bào)道，p38MAPK介導(dǎo)了某些因素對(duì)iNOS的誘導(dǎo)，而H2S可下調(diào)動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞MAPK通路，由此我們推測(cè)，p38MAPK可能是NO和H2S之間相互調(diào)節(jié)的連接紐帶。這是本研究所要解決的另一個(gè)問題。 為此，本實(shí)驗(yàn)從整體、細(xì)胞和分子水平研究了內(nèi)外源性H2S在LPS所致ALI中的作用及其對(duì)LPS引起PASMC損傷的影響，以及在此過程中H2S與NO的相互關(guān)系，并探討了H2S與NO之間相互調(diào)節(jié)的可能信號(hào)轉(zhuǎn)