水通道蛋白对气道高反应大鼠呼吸道粘液分泌的影响

摘要

目的：一气道高反应性(airwayhyperresponsiveness，AHR)是指一些外来物质或反应原分子进入气道从而刺激气道所产生的一些高度应激状态和反应过程，实验内容①利用外源刺激因子臭氧建立一个失稳态的模型，同时利用一些相关理化指标来确定该模型的成功建立；②观察臭氧应激后大鼠肺组织水通道蛋白(aquaporin，AQP)的表达情况，分析气道高反应过程中AQPs的异常表达；③观察臭氧应激后支气管分泌的粘蛋白总量、肺组织粘蛋白基因MUC5AC表达改变和异常表达的AQPs变化，探讨异常表达的AQPs对臭氧应激大鼠气道粘液分泌的量和质影响。
　　 方法：①选用20只雄性SD大鼠将其任意的分成2组：正常对照组；臭氧应激组每组10只。分别用检测一些指标包括总蛋白含量测定、支气管肺泡灌洗液中细胞的分类和数量、大鼠模型的呼气相气道阻力(expiratoryairwayresistance，Re)以及气道中支气管的病理切片等来确定大鼠应激模型的成功建立；②选取20只SD大鼠任意将其分为2组：正常对照组；臭氧应激组每组10只。采用荧光实时定量RT-PCR和WesternBlot检测臭氧应激后大鼠肺组织三种AQPs(AQP1、AQP4、AQP5)的表达，分析气道高反应过程中，AQPs的异常表达；③30只SD大鼠任意将其分为3组每组10只：正常对照组；臭氧应激组；臭氧应激+地塞米松治疗组；分组检测支气管分泌粘蛋白总量、肺组织粘蛋白基因MUC5AC表达改变和臭氧应激后肺组织三种异常表达的AQPs(AQP1、AQP4、AQP5)的量，分析它们之间的相关性。
　　 结果：①臭氧(ozone，O3)是诸多可损伤气道的外源性刺激因子其中的一种，用其攻击支气管上皮细胞破坏其结构完整性从而建立高气道模型，并且通过检测方法①中所提到的各类理化指标有力的证实了气道高反应性的存在；②大鼠肺组织中存在着多种水通道蛋白如AQP1、AQP4、AQP5均有表达且AQP5的表达最多；臭氧应激后的大鼠肺组织内AQP1、AQP4、AQP5表达明显下调；③大鼠肺组织有MUC5AC表达，臭氧应激数天后，大鼠气道粘液分泌量明显增加，且MUC5AC表达随之增多，两者呈现正相关趋势。④随着AQPs的表达下降，气道高反应大鼠粘液分泌量明显增多，MUC5AC的表达也增多。提示AQPs的表达与气道粘液分泌总量呈现负相关的趋势；AQPs的表达与粘液中的MUC5AC表达呈现负相关的趋势。
　　 结论：由于气道上皮细胞在臭氧的刺激下出现了功能缺陷或失稳状态，从而导致了气道高反应的发生。在气道高反应性过程中，粘液高分泌状态与MUC5AC的表达水平有关，AQPs的表达下调可增加支气管粘液的分泌量和MUC5AC的表达。我们分析认为AQP1、AQP4、AQP5的降低可能导致了气道高反应时肺水在毛细血管与肺泡间的转运失衡，加重气道炎症、释放多种炎症介质，使纤毛上皮和杯状细胞比例失衡，最终导致水清除障碍，粘液高分泌。