慢性阻塞性肺疾病基质金属蛋白酶、apelin的表达及糖皮质激素的治疗作用和机制研究

摘要

目的：
　　 观察慢性阻塞性肺疾病(COPD)基质金属蛋白酶(MMP)、基质金属蛋白酶组织抑制物(TIMP)、apelin及血管紧张素Ⅰ型受体的相关蛋白(APJ)的变化，糖皮质激素治疗后对肺内基质金属蛋白酶及其抑制物影响；探讨基质金属蛋白酶、apelin-APJ系统在COPD发生、发展中的作用及糖皮质激素对COPD的治疗意义和作用机制。方法：
　　 1 COPD动物模型的制备：SD大鼠随机分为三组：对照组、烟雾暴露组及布地奈德治疗组。除对照组外，其余两组大鼠均每日在熏烟箱内烟雾暴露，每日2次，每次连续被动吸烟20支(1h)，持续4个月，布地奈德组在最后一个月给予布地奈德雾化治疗。检测大鼠肺功能、支气管肺泡灌洗液(BALF)中白细胞数量及分类并进行肺组织病理形态学观察。
　　 2 采用ELISA法测定大鼠BALF中MMP-1、MMP-2及TIMP-2蛋白的表达；采用实时定量RT-PCR测定大鼠肺组织中MMP-1、MMP-2和TIMP-2mRNA的表达。
　　 3 采用免疫组化检测大鼠肺组织apelin和APJ蛋白的表达；应用实时定量RT-PCR测定大鼠肺组织中aplin及APJ mRNA的表达。
　　 4 采用ELISA法测定COPD患者外周血中apelin、NO、NOS和Ang-Ⅱ的变化。
　　 结果：
　　 1 与对照组比较，烟雾暴露组肺功能FEV0.3/FVC、Cdy明显下降，Ri、Re明显升高(P＜0.01);BALF中性粒细胞百分比明显增多(P＜0.01)，淋巴细胞百分比下降(P＜0.05)，白细胞总数增加（P＜0.01）；内衬间隔(MLI)及支气管壁厚/外径显著增加，平均肺泡数(MAN)显著降低（均P＜0.01）。与烟雾暴露组比较，布地奈德治疗后FEV0.3/FVC、Re、Cdy有明显的改善（P＜0.05），白细胞总数下降（P＜0.01），各分类细胞百分比、MAN、MLI及支气管壁厚/外径无明显改变（P＞0.05）。
　　 2 烟雾暴露组BALF中MMP-1、MMP-2及TIMP-2蛋白含量较对照组高(P＜0.01)；与烟雾暴露组比较，布地奈德组MMP-1下降（P＜0.05），MMP-2和TIMP则无明显变化（P＞0.05）。烟雾暴露组MMP-1、MMP-2 mRNA相对表达量明显增高，分别是对照组的20.39和7.85倍，布地奈德组MMP-1、MMP-2 mRNA相对表达量下降，分别是对照组的3.01、4.35倍；烟雾暴露组TIMP-2 mRNA相对表达量是对照组的1.83倍，布地奈德组相对表达量增加，是对照组的2.61倍。MMP-1、MMP-2、TIMP-2 mRNA与FEV0.3/FVC呈明显负相关(r分别为-0.37、-0.52、-0.40;P＜0.05，P＜0.01，P＜0.05)。
　　 3 Apelin、APJ蛋白主要表达在支气管肺组织的上皮细胞、肺泡巨噬细胞、血管内皮细胞及部分肺泡壁细胞的细胞膜和细胞浆，对照组及烟雾暴露组apelin、APJ蛋白均呈阳性表达，但烟雾暴露组apelin、APJ蛋白表达低于对照组(P＜0.05)。烟雾暴露组apelin、APJ mRNA相对表达量比对照组低44％及13％（P＜0.01）。大鼠肺组织apelin、APJ mRNA的表达与RV/(LV+S)均呈负相关关系（r分别为-0.454、-0.448;均P＜0.05）。大鼠肺组织apelin、APJ mRNA的表达与FEV0.3/FVC呈正相关（r值分别为0.529，0.475;均P＜0.05）。
　　 4 COPD患者血浆apelin、NO、NOS水平较正常人低，肺动脉高压组、心衰组进一步下降（P＜0.05）；COPD患者血浆Ang-Ⅱ的浓度较正常人高(P＜0.05)。血浆apelin、NO、NOS含量与肺动脉压力呈线性负相关；apelin与FEV1％Pre呈正相关（r=0.797）；Ang-Ⅱ与FEV1％Pre呈负相关(r=-0.881)。
　　 结论：
　　 1 本实验采用香烟烟雾吸入成功制备了COPD大鼠模型，给予布地奈德治疗后肺内炎症细胞数量明显下降，并部分改善肺功能，但病理学未见明显改变。
　　 2 MMP-1、MMP-2及TIMP-2在COPD大鼠肺内表达增强，与COPD的发生发展有密切关系。布地奈德治疗降低了MMP-1的表达，但未影响MMP-2及TIMP-2的表达，这可能与布地奈德能够部分改善肺功能但不能改变病理形态有关。
　　 3 Apelin及其受体APJ蛋白和mRNA在COPD大鼠肺组织表达均下降，这可能与右心室肥大及肺功能下降密切相关，可能是导致大鼠COPD肺动脉高压、肺心病发生发展的重要因素之一。可见，apelin-APJ系统可能成为探索防治COPD肺动脉高压、右心室肥大的新靶点。
　　 4 COPD患者apelin表达下降，并发肺动脉高压、肺心病心衰后下降更加显著。Apelin与NO、NOS、Ang-Ⅱ等血管活性因子发生改变并相互作用、相互联系，是COPD肺循环稳态失衡、并发肺动脉高压、肺心病的重要机制之一。

目录

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英文缩写

慢性阻塞性肺疾病基质金属蛋白酶、apelin的表达及糖皮质激素的治疗作用和机制研究

引言

第一部分 烟雾暴露致大鼠慢性阻塞性肺疾病模型的建立及糖皮质激素的治疗作用

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第二部分 糖皮质激素对慢性阻塞性肺疾病大鼠MMP-1、MMP-2及TIMP-2表达的影响

前言

材料与方法

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第三部分 慢性阻塞性肺疾病大鼠apelin的表达及其意义

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

第四部分 慢性阻塞性肺疾病患者外周血apelin的表达及其意义

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

小结

参考文献

结论

综述一 蛋白酶/抗蛋白酶失衡在慢性阻塞性肺疾病发病中的作用

参考文献

综述二 Apelin与肺部疾病

参考文献

致谢

个人简历