限制含硫氨基酸摄入减轻LPS肺损伤的作用及机制研究

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背景与目的:  急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是由心源性以外的多种肺内、肺外因素引起的,是炎性细胞介导的失控性炎症反应在肺部的表现,及其所导致的肺血气交换屏障损害引起的弥漫性肺间质及肺泡水肿,临床表现为进行性的呼吸困难及难以纠正的低氧血症。近年来通过对ALI发生发展的分子机制的不断深入研究,以及血浆置换、广谱抗生素、保护性通气策略等治疗措施在临床的应用,其死亡率有所下降,但仍然高达40%,因此寻找行之有效的治疗措施仍然是当前危重病医学迫切需要解决的重要问题。  近期研究发现限制蛋氨酸(Methionine restriction,MR)摄入能显著减轻小鼠肝脏缺血再灌注损伤,其机制与MR增加内源性硫化氢产生密切相关。在哺乳动物中,MR 的好处实际上需要蛋氨酸和半胱氨酸的联合限制,因此可以更准确地称为含硫氨基酸限制(sulphur amino acids restriction,SAAR)。我们前期研究发现给予外源性硫化氢能显著减轻脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)导致的肺损伤,给予含硫氨基酸代谢的代谢酶抑制剂,抑制内源性硫化氢的产生,则加重LPS导致的肺损伤,由此可见硫化氢在LPS肺损伤发生发展过程中也具有重要调控作用,然而目前尚无供临床应用的硫化氢供体,那么,SAAR是否能减轻LPS肺损伤,是否通过调控内源性硫化氢的产生发挥保护作用呢?目前尚不清楚。因此本研究采用LPS肺损伤小鼠为模型,研究SAAR对LPS肺损伤的影响及可能的机制。  方法:  1.使用非暴露冷光源气管滴注法构建小鼠ALI模型。  2.BCA法检测小鼠肺泡灌洗液中总蛋白,ELISA 法检测小鼠肺泡灌洗液炎症因子 IL-1β、IL-6和 TNF-α的含量。  3.QPCR检测小鼠肺组织中COX-2、ICAM-1和MIP2以及CSE mRNA水平变化。  结果:  1.成功建立ALI模型:与经气管注射生理盐水组比较,气管滴注LPS后3天,肺部病变成局灶样改变,肺泡上皮增生,肺泡间隔内可见弥漫性扩张充血的毛细血管,肺泡腔内充满大量炎性细胞、红细胞以及纤维素;给予LPS后7天,肺泡腔内的炎症细胞有所减少,肺间质水肿有所减轻,肺泡上皮增生。肺泡灌洗液总蛋白、IL-1β、IL-6和TNF-α含量显著升高。  2.SAAR预处理可降低LPS注射后3天、7天肺泡灌洗液中总蛋白、IL-1β、IL-6和TNF-α含量。  3.SAAR预处理可显著降低注射LPS后3天肺组织COX-2、ICAM-1、MIP2 mRNA水平,并有效逆转LPS导致的肺CSE mRNA水平降低。  结论:  1.通过非暴露冷光源气管滴注法滴注LPS构建小鼠ALI模型的方法具有简单、稳定、可靠的优点,能够为我们下一步进行ALI相关病理生理改变及干预治疗措施的研究提供稳定的动物模型。  2.SAAR 预处理能够减轻LPS导致的肺炎症细胞浸润,减少肺间质水肿和肺出血,减轻肺间隔损伤。  3.SAAR预处理通过抑制COX-2、ICAM-1和MIP-2基因表达,增加CSE表达,降低LPS导致的炎症反应和氧化应激反应,减轻LPS肺损伤。
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