缺氧誘導(dǎo)因子-1α在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達(dá)與意義

程陽(yáng),趙麗妮,商麗宏

1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng) 110034；2.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng) 110034；3.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院形態(tài)與機(jī)能中心實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽(yáng) 110034

缺氧誘導(dǎo)因子-1α在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達(dá)與意義

程陽(yáng)1,趙麗妮2,商麗宏3

1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng) 110034；2.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng) 110034；3.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院形態(tài)與機(jī)能中心實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽(yáng) 110034

目的探討缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-α）在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達(dá)及其意義。方法采用沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心24只健康雄性大鼠,將大鼠分為A、B、C3組，A組在建立缺血再灌注損傷模型前24 h，給予腹腔內(nèi)注射生理鹽水；B組注射DMOG；C組僅左側(cè)開(kāi)胸，不行缺血再灌注處理，建立缺血再灌注損傷模型。結(jié)果A組可見(jiàn)明顯肺組織損傷；A、B組各時(shí)間HIF-1α蛋白表達(dá)增強(qiáng)，平均灰度值降低；A、B組1 h與6 h的IL-8與丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降；A組與B組再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論可通過(guò)調(diào)節(jié)HIF-1α活性達(dá)到保護(hù)缺血再灌注性肺臟，為治療肺缺血再灌注損傷提供新的思路。

缺氧誘導(dǎo)因子-1α；肺缺血再灌注損傷；超氧化歧化酶

心肌梗死的主要治療方法是溶栓治療、冠脈搭橋術(shù)等方面，這些方法使心臟均經(jīng)歷了一個(gè)相同的過(guò)程—心肌缺血再灌注損傷。這是一種機(jī)制復(fù)雜，涉及再灌注導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、氧自由基大量產(chǎn)生等作用，中性粒細(xì)胞在其中扮演著重要的角色[1]。HIF-1是缺氧誘導(dǎo)產(chǎn)生的，可激活缺氧反應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄的脫氧核糖核酸（DNA）結(jié)合蛋白。常氧狀態(tài)下，HIF-1α可通過(guò)蛋白酶途徑降解[2]。其中，二甲基乙二?；拾彼幔―MOG）是脯氨酸羥化酶抑制劑，可有效增強(qiáng)HIF-1α，該組研究采用2014年10—11月沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心24只健康雄性大鼠，采用DMOG的方式，增強(qiáng)大鼠HIF-1α活性，探討其中大鼠肺缺血再灌注損傷中的表達(dá)與意義，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2014年10—11月，采用沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心24只健康雄性大鼠，所有大鼠體重（386±37）g。根據(jù)隨機(jī)的原則，將大鼠分為A、B、C3組，每組8只，給予全部大鼠相同的飼養(yǎng)方法。

1.2 方法

對(duì)3組大鼠進(jìn)行建立缺血再灌注損傷模型。于腹腔注射戊巴比妥鈉，氣管切開(kāi)插管，連續(xù)動(dòng)物機(jī)械通氣，給予經(jīng)左側(cè)進(jìn)入胸腔，游離左側(cè)肺門，給予頸動(dòng)脈肝素，在充氣狀態(tài)下行無(wú)損傷動(dòng)脈鉗夾閉左側(cè)肺門，阻斷45 min后再予松開(kāi)，形成再灌注。3組大鼠在建立缺血灌注損傷模型前24 h均給予不同處理：A組給予腹腔內(nèi)注射生理鹽水；B組注射DMOG；C組僅左側(cè)開(kāi)胸，不行缺血再灌注處理。

表2 IL-8、丙二醛與超氧化物歧化酶活力1h與6h后變化情況（x±s）

測(cè)定3組大鼠的丙二醛、白細(xì)胞介素-8（IL-8）及超氧化物歧化酶的活力。觀察大鼠組織病理學(xué)情況。取鼠左肺上半部，給予制成勻漿，離心，收集上清液，硫代巴比妥酸比色法檢測(cè)丙二醛，黃嘌呤氧化酶法測(cè)定超氧化物歧化酶活力，酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定IL-8。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料用（x±s）表示，用t檢驗(yàn)。P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

與C組比較，A組可見(jiàn)肺泡壁明顯增厚，毛細(xì)血管內(nèi)皮腫脹，間隙擴(kuò)大，肺泡腔內(nèi)充滿嗜伊紅水腫液，肺泡腔內(nèi)可見(jiàn)大量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，出現(xiàn)少量透明膜，其中6 h最為明顯。B組上述癥狀較A組輕。見(jiàn)圖1、2、3。

圖1 A組（肺泡明顯增厚，間隙擴(kuò)大）

圖2 B組（相對(duì)A組，肺泡增厚較少，但與C組相比，仍有明顯增厚）

圖3 C組（相對(duì)于其他兩種，肺泡無(wú)明顯增厚）

觀察各組不同時(shí)間點(diǎn)HIF-1α表達(dá)灰度變化情況發(fā)現(xiàn)，A組與 B組，相較于C組，其各時(shí)間 HIF-1α蛋白表達(dá)增強(qiáng)，平均灰度值降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；A組與B組比較，B組各時(shí)間點(diǎn)HIF-1α表達(dá)增強(qiáng)，平均灰度值降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。A與B組再灌注后3 h、6 h較1 h時(shí)間HIF-1α蛋白表達(dá)增強(qiáng)，平均灰度值降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

與3組患者IL-8、丙二醛、超氧化物歧化酶活力進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，與C組比較，A、B組1h與6 h的IL-8與丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與A組比較，B組IL-8與丙二醛含量均下降，超氧化物歧化酶升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05）；A組與B組再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表1 各組不同時(shí)間點(diǎn)HIF-1α表達(dá)灰度變化情況（x±s）

3 討論

缺血組織再灌注損傷時(shí)，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)生心肌缺血組織及細(xì)胞損傷[3]。HIF-1作為一種隨細(xì)胞內(nèi)氧濃度變化而調(diào)節(jié)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄激活因子，其廣泛存在于各種組織細(xì)胞中，可促進(jìn)機(jī)體適應(yīng)低氧過(guò)程，對(duì)提高機(jī)體生存質(zhì)量具有積極的意義。臨床研究指出，任何細(xì)胞內(nèi)氧濃度的降低，均可能使HIF-1α大量表達(dá)。該組實(shí)驗(yàn)中，在對(duì)大鼠進(jìn)行缺血再灌注模型，A組與B組各時(shí)間點(diǎn)大鼠HIF-1α表達(dá)均強(qiáng)C組有明顯增強(qiáng)，并在6 h后達(dá)到最高值，而B組經(jīng)DMOG預(yù)處理后，各時(shí)間點(diǎn)的HIF-1α蛋白表達(dá)較A組明顯增強(qiáng)，表明DMOG通過(guò)阻止HIF-1α降解的方式，從而加強(qiáng)HIF-1α在細(xì)胞內(nèi)的聚集，實(shí)現(xiàn)對(duì)肺缺血再灌注損傷進(jìn)行保護(hù)作用的。

段時(shí)科等[4]在其研究指出，氧自由基的過(guò)度釋放是導(dǎo)致缺血再灌注損傷的重要因素之一，其中丙二醛是脂質(zhì)過(guò)氧化物損傷的標(biāo)志產(chǎn)生，其為氧自由基攻擊生物膜的產(chǎn)生，可反應(yīng)細(xì)胞受損的程度，超氧化物岐化酶可達(dá)到催化氧自由基的岐化作用，形成過(guò)氧化氫，繼而降解為氧氣與水[5]。超氧化物岐化酶活力的下降，與丙二醛水平上升是間接反映細(xì)胞受損程度的標(biāo)志物。該組研究中，A、B組6 h的超氧化物歧化酶活力均有明顯下降，且A組為（263.1±20.5）μU/L，下降最為明顯，與B組及C組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），與臨床研究基本一致[6]。在對(duì)再缺血灌注損傷患者的病理觀察中，可以發(fā)現(xiàn)肺彌漫性充血腫脹、間質(zhì)水腫、出血等情況，可見(jiàn)肺泡腔內(nèi)液體滲出物增多，肺泡間隔增厚，且透明膜形成。除此之外，還可見(jiàn)間隙或血管壁中中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)或聚集。IL-8作為一種重要的炎性因子，可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞在細(xì)胞中的粘附、遷移及浸潤(rùn)作用，其含量與肺細(xì)胞損傷呈正相關(guān)關(guān)系[7]。該組研究中，觀察發(fā)現(xiàn)，缺血再灌注在引起IL-8及丙二醛水平的升高的同時(shí)，超氧化物歧化酶的活性發(fā)生下降，但是，經(jīng)DMOG預(yù)處理后的B組大鼠，HIF-1α活性得到有效增強(qiáng)，而IL-8及丙二醛水平降低，使超氧化物岐化酶的活性提高，因而，B組大鼠模型肺內(nèi)炎性損傷也較未作處理的A組有明顯減輕。分析認(rèn)為，這可能與HIF-1靶基因血紅素加氧酶-1產(chǎn)物一氧化碳抑制IL-8及腫瘤壞死因子-2α等促炎性細(xì)胞因子，上調(diào)抗炎性炎癥因子的表達(dá)等因素有關(guān)[8]。

通過(guò)該組研究指出，HIF-1α體內(nèi)活性越強(qiáng)，其在減輕氧自由基對(duì)細(xì)胞損傷程度越強(qiáng)，并在增強(qiáng)機(jī)體清除氧自由基能力方面具有更有益的作用，并通過(guò)降低IL-8水平，減少中性粒細(xì)胞在肺內(nèi)聚集，減輕炎癥反應(yīng)等，達(dá)到保護(hù)缺血再灌注肺臟的作用。因此，可通過(guò)調(diào)節(jié)HIF-1α活性達(dá)到保護(hù)缺血再灌注性肺臟，這治療肺缺血再灌注損傷提供新的思路。

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Expression and Significance of Hypoxia-inducible Factor-1αin Rat Lung IscheMia-reperfusion Injury

CHENG Yang1，ZHAO Li-ni2，SHANG Li-hong3
1.Pathophysiology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;2. Pharmacology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;3.ForMand Function Center Laboratory,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China

ObjectiveTo discuss the expression and significance of hypoxia-inducible factor-1α(HIF-α)in rat lung ischemiareperfusion injury.Methods24 healthymale rats froMShenyang Medical College Experimental Animal Center were divided into three groups,group A,group B and group C.24h before the establishment of ischemia-reperfusion injurymodel,group A were given intraperitoneal injection of normal saline,group B were given the injection of DMOG,group C were only given left thoracotomy without ischemia-reperfusion treatment.ResultsGroup A showed significant lung injury;the expression of HIF-1αprotein increased and the average gray value decreased in group A and group B at each time point;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B at 1h and 6h after the reperfusion;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B 6h after the reperfusion(P＜0.05).ConclusionRegulation of the activity of HIF-1α can protect the ischemia-reperfusion lung,which provides a new idea for the treatmentof lung ischemia-reperfusion injury.

Hypoxia-inducible factor-1α;Lung ischeMia-reperfusion injury；Super oxide dismutase

R692

A

1674-0742（2015）07（a）－0008-03

2015-04-08）

程陽(yáng)（1977-），女，回族，遼寧沈陽(yáng)人，碩士，講師，研究方向：肺缺血再灌注損傷及相關(guān)疾病的機(jī)制的研究。