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目的：本实验通过对基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)和组织金属蛋白酶抑制因子-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1)在慢性阻塞性肺疾病(Chronic ObstructivePulmonary Disease，COPD)大鼠模型气道中的表达及相互关系的研究，探讨MMP-9和TIMP-1在COPD发病机制中的作用，为COPD的防治提供依据。
方法：选择健康雄性清洁级wistar大鼠25只，鼠龄5-6周，体重120-180g，按随机数字表法分为COPD模型组15只和正常对照组10只。两组采用相同喂养方式，对照组呼吸正常空气，模型组置于自制烟箱内，采用单纯被动吸烟法建立COPD模型。两组人鼠均饲养14周后，用乙醚麻醉，取仰卧位，纵行切开胸、腹壁各层，显露胸、腹腔，行左侧支气管肺泡灌洗，留取支气管肺泡灌洗液(bronchoalvcolar lavage fluid，BALF)3-5ml；于下腔静脉处采血2-3ml；摘取右肺中叶，生理盐水冲洗后置于甲醛液中固定。肺组织标本常规包埋、切片，H-E染色，行病理形态学分析，用于COPD模型鉴定；分别离心BALF及血液，取上清液及血清，采用酶联免疫吸附法(enzyme linkedimmunosorbent assay，ELISA)检测BALF和血清中MMP-9和TIMP-1的浓度，结果采用SPSS13.0统计软件进行分析。
结果：(1)正常对照组大鼠支气管、肺组织结构正常。(2)COPD模型组大鼠肺组织经H-E染色后高倍镜下观察可见：细支气管管腔狭窄，管壁明显增厚，粘液腺及杯状细胞增生，大量淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞浸润，上皮细胞变性、坏死，纤毛倒伏、脱失；肺泡间隔变薄、断裂，肺泡腔扩大，部分肺泡融合形成肺大疱，上述病理形态学改变符合COPD表现。(3)ELISA法检测两组血清及BALF中MMP-9和TIMP-1的表达水平，结果为：1)COPD组血清中MMP-9的表达高于对照组(P=0.011)，差异有统计学意义；2)COPD组BALF中MMP-9的表达高于对照组(P=0.044)，差异有统计学意义；3)COPD组血清中TIMP-1的表达高于对照组(P=0.001)，差异有统计学意义；4)COPD组BALF中TLMP-1的表达高于对照组(P=0.004)，差异有统计学意义；5)COPD组血清中MMP-9/TIMP-1低于对照组(P=0.013)，差异有统计学意义；6)COPD组BALF中MMP-9/TIMP-1低于对照组(P=0.048)，差异有统计学意义；7)COPD组BALF中MMP-9和TIMP-1水平高于血清中MMP-9和TIMP-1水平(P=0.328和P=0.089)，但差异无统计学意义；8)对照组BALF中MMP-9和TIMP-1水平高于血清中MMP-9和TIMP-1水平(P=0.197和P=0.503)，但差异无统计学意义。(4)正常对照组人鼠体重高于COPD组(P<0.01)，差异有统计学意义。
结论：(1)单纯被动吸烟法可成功制备COPD大鼠模型。(2)COPD组人鼠血清及BALF中MMP-9的表达高于对照组，提示在吸烟导致的气道及肺组织慢性炎症过程中，MMP-9出现了过度表达，使得其降解细胞外基质(Extral cellear memberma，ECM)的作用增强，促成了气道组织破坏和肺气肿形成。(3)COPD组人鼠血清及BALF中TIMP-1的表达较对照组升高，提示在组织结构破坏的同时存在修复和重构。(4)COPD组血清及BALF中MMP-9/TIMP-1低于对照组，说明COPD组存在MMP-9/TIMP-1平衡失调，提示此时TIMP-1增多更显著，其在抑制MMP-9活性的同时，也引起了胶原的过度沉积，气道发生了重塑。(5)COPD组和对照组BALF中MMP-9及TIMP-1水平高于血清中MMP-9及TIMP-1水平，但差异无统计学意义，说明检测外周血MMP-9和TIMP-1水平可以反应气道MMP-9和TIMP-1的表达水平，提示临床上可采用直接取静脉血这种更简便安全的方法来反应气道破坏和重构的程度。(6)MMP-9和TIMP-1参与了COPD的发病过程，进一步研究MMP-9和TIMP-1是如何发挥作用的，并研制毒副作用小和特异性强的MMP-9抑制剂或MMP-9/TIMP-1调节剂是是防治COPD的新方向。