江利亞,張玉想,張志華,王佳興,毛漢丁
1河北北方學(xué)院研究生學(xué)院,河北張家口 075000;2解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心重癥醫(yī)學(xué)科,北京 100091;3河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科,河北張家口 075000;4解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心重癥醫(yī)學(xué)科,北京 100853
熱射病(heat stroke,HS)是中暑最嚴(yán)重的一種疾病狀態(tài),根據(jù)致熱因素不同可分為經(jīng)典型(非勞力性)及勞力性兩種[1],其中勞力性熱射病(exertional heat stroke,EHS)是一種致死性疾病,主要為高溫環(huán)境下運動或勞作產(chǎn)生的內(nèi)源性熱所致[2]。EHS導(dǎo)致機體產(chǎn)熱-散熱失衡,引起體溫迅速升高,甚至超過40 ℃。EHS是一種伴有中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常(主要為意識障礙)的多器官功能障礙(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)致死性疾病,好發(fā)于夏季劇烈運動的青年人或在高溫環(huán)境中工作的建筑工人等[3]。急性肺損傷(acute lung injury,ALI)及急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是EHS的常見并發(fā)癥[4-5],但目前EHS相關(guān)肺損傷的發(fā)病機制仍不明確。
自噬是指在細(xì)胞代謝過程中依賴溶酶體途徑將受損細(xì)胞器及異常蛋白質(zhì)降解的過程,它受多種信號分子及信號通路的調(diào)節(jié),是機體一種重要的自我防御及保護機制[6-7]。研究證實,自噬參與了膿毒癥肺損傷的發(fā)生,而上調(diào)自噬則能減輕膿毒癥小鼠的肺損傷[8-10]。在HS中,自噬與HS的心肌損傷及腦損傷有密切關(guān)系,適度上調(diào)自噬有助于減輕HS的心肌損傷及腦損傷[11-12]。但自噬改變是否參與了EHS肺損傷的發(fā)生目前鮮見報道。本研究通過建立EHS大鼠模型,探討了自噬在EHS肺損傷中的作用,以期為EHS相關(guān)ALI的防治提供理論依據(jù)。
1.1 主要儀器與試劑 六道小動物跑臺(XR-PT-10A,上海欣軟信息科技有限公司)放置于透明模擬高溫高濕環(huán)境實驗艙中[13],該艙能精準(zhǔn)控制艙內(nèi)溫度及濕度并維持恒定。巴弗洛霉素A1(bafilomycin A1,Baf A1)、伊文思藍(Evans blue,EB)均購自美國MCE公司;雷帕霉素(rapamycin,RAPA)購自美國APExBIO公司;二甲基亞砜(DMSO)購自美國Sigma公司;兔抗大鼠微管相關(guān)蛋白1輕鏈3 (microtubuleassociated protein 1 light chain 3,LC3)抗體購自美國CST公司;磷酸甘油醛脫氫酶(glyceraldehyde phosphatedehydrogenase,GAPDH)單克隆抗體及兔單克隆抗體p62均購自英國Abcam公司;原位末端轉(zhuǎn)移酶標(biāo)記法(TdT-mediated dUTP nick-end labeling,TUNEL)試劑盒購自瑞士Roche公司;辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔IgG、山羊抗小鼠IgG均購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;甲酰胺購自上海麥克林生化科技有限公司。
1.2 實驗動物 健康清潔級成年Wistar雄性大鼠60只,體重300~350 g,購自斯貝福(北京)生物科技有限公司,許可證編號:SCXK(京)2019-0010。動物飼養(yǎng)于解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心動物實驗室(SPF級),溫度25~26 ℃,相對濕度為50%~60%。實驗動物相關(guān)方案通過解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心動物倫理委員會批準(zhǔn)。
1.3 研究方法
1.3.1 大鼠適應(yīng)性跑步訓(xùn)練 在進行熱打擊之前,實驗大鼠均在室溫(25~26 ℃)下采用階梯鍛煉法進行為期1周的適應(yīng)性訓(xùn)練。前3 d按以下程序進行:大鼠從飼養(yǎng)籠轉(zhuǎn)移至實驗艙后,以初始速度5 m/min開始跑步(坡度為0),每2 min增速1 m/min,20 min增速至15 m/min后維持勻速跑,直至出現(xiàn)疲勞狀態(tài)(經(jīng)輕推、噪聲等無痛刺激驅(qū)趕后仍不能堅持跑步持續(xù)5 s以上),跑步時間不超過30 min。第4、5天,增速方案如前,但跑步時間延長至60 min。第6、7天為休息日,大鼠僅進行艙內(nèi)環(huán)境適應(yīng),不進行跑步訓(xùn)練。訓(xùn)練期間大鼠自由進食、飲水。
1.3.2 EHS大鼠模型的建立 大鼠熱應(yīng)激實驗前禁食12 h,飲水不限。在開始建模前30 min稱重并禁止飲水。當(dāng)實驗艙溫度達到(39.5±0.3) ℃、相對濕度為(55%±5%)時,將大鼠放入跑臺[14-15],以5 m/min的初始速度開始跑步(坡度為0),每2 min增速1 m/min,20 min增速至15 m/min后保持恒定速度持續(xù)跑步,直到出現(xiàn)疲勞狀態(tài)(適當(dāng)驅(qū)趕后仍無法繼續(xù)跑步)停止跑步。實驗全程嚴(yán)密觀察大鼠意識、精神變化,在大鼠達到EHS診斷標(biāo)準(zhǔn)后,將其從熱艙中取出,停止熱暴露,繼續(xù)監(jiān)測大鼠精神狀態(tài)至建模后5 h。EHS的診斷標(biāo)準(zhǔn)為大鼠出現(xiàn)HS神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙表現(xiàn),即無自主活動時間大于5 s(輕度無痛刺激不能驅(qū)趕動物爬行或改變位置)[16-17]。
1.3.3 實驗動物分組 將60只健康清潔級雄性Wistar大鼠按照隨機數(shù)字表法分為4組:正常對照組、EHS組、EHS+Baf A1組、EHS+RAPA組,每組15只。其中29只大鼠用于EB實驗(正常對照組、EHS組和EHS+Baf A1組,每組7只),EHS+RAPA組為8只;剩余31只大鼠用于其余實驗。正常對照組不做任何處理,EHS組建模成功后立即從熱艙中取出,于室溫(22~24 ℃)下放置自然降溫,嚴(yán)密觀察大鼠精神、意識變化。RAPA(規(guī)格:25 mg)、Baf A1(規(guī)格:1 mg)溶解于100% DMSO溶液中,配制濃度為2 g/L的原液,兩種藥物分別在大鼠建模前于每日同一時間點以1 mg/kg劑量連續(xù)腹腔注射4 d。各組大鼠均于建模后5 h處死,取肺等器官組織進行后續(xù)實驗。
1.3.4 大鼠肺組織大體形態(tài)學(xué)觀察 采用腹主動脈放血法處死大鼠,取大鼠雙肺組織,肉眼觀察雙側(cè)肺部的顏色、光澤、彈性、淤血及腫脹程度。
1.3.5 大鼠動脈血氣分析 建模后5 h,大鼠經(jīng)腹腔麻醉后開腹,分離附著于腹主動脈上的結(jié)締組織,用肝素抗凝的1 ml動脈血氣針經(jīng)腹主動脈采集0.5 ml血液,使用PREMIER 4000動脈血氣分析儀測定動脈血氧分壓(PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)。
1.3.6 大鼠肺系數(shù)測定 采用腹主動脈放血法處死大鼠后取雙肺組織,PBS液反復(fù)漂洗,用濾紙吸干肺組織表面水分,稱量全重,計算肺系數(shù)(lung weight/body weight,LW/BW)。LW/BW=肺濕重(mg)/大鼠體重(g)。
1.3.7 大鼠肺血管通透性測定 采用EB染色檢測大鼠肺組織通透性[18]。將EB染料溶于生理鹽水配制為2%的溶液,以2 ml/kg劑量從大鼠尾靜脈注入,觀察到大鼠眼睛、耳朵變藍即可確認(rèn)染料已被吸收并分布于大鼠體內(nèi)。EB在體內(nèi)循環(huán)2 h后,經(jīng)腹腔麻醉開胸,剪開右心耳,經(jīng)左心室注入10 ml PBS液,沖出循環(huán)系統(tǒng)中殘留的EB,直至右心房流出的液體呈無色清亮狀。取全肺組織,將肺組織及甲酰胺按照0.1 g∶1 ml的比例浸泡萃取,然后放置于60 ℃溫箱中孵育16 h,待組織中色素全部浸出,取出組織,1 500 r/min離心10 min后取上清液,用分光光度計在620 nm波長處進行比色,測量吸光度值(A),并計算肺組織中的EB含量。
1.3.8 大鼠肺組織病理學(xué)觀察 剪取各組大鼠右肺下葉組織小塊,置于4%甲醛溶液固定,經(jīng)過乙醇梯度脫水、常規(guī)石蠟包埋后切片(厚度4 μm),HE染色,中性樹膠封片,光鏡下觀察肺組織病理學(xué)變化。根據(jù)Hong等[19]的標(biāo)準(zhǔn)進行肺組織病理學(xué)損傷評分,在倒置顯微鏡(200倍)下隨機選取10個視野,觀察肺組織病理學(xué)變化并進行評分。評分項目包括肺泡腔充血、中性粒細(xì)胞浸潤、纖維蛋白滲出、肺泡間隔增寬,每項按損傷程度評為0、1、2、3分,分別為無損傷及輕度、中度、重度損傷,計算平均得分。
1.3.9 TUNEL法檢測細(xì)胞凋亡情況 取肺組織石蠟切片,梯度乙醇脫蠟,自來水沖洗,滴入蛋白酶工作液,于37 ℃孵育20 min,PBS洗滌;滴加TUNEL溶液,于37 ℃孵育1 h,PBS洗滌;再滴加TUNEL溶液,室溫孵育20 min,PBS沖洗后進行二氨基聯(lián)苯胺(DAB)染色,蘇木精復(fù)染,梯度乙醇脫水,透明、封片,光鏡下觀察。陽性細(xì)胞即凋亡細(xì)胞呈棕黃色,正常細(xì)胞呈藍色。采用Image J圖像分析軟件對各組TUNEL染色切片圖像進行分析,每張切片顯微鏡下隨機選取5個視野(200倍),計算凋亡指數(shù)(apoptosis index,AI)。AI=陽性細(xì)胞數(shù)/總細(xì)胞數(shù)×100%。
1.3.10 Western blotting檢測大鼠肺組織中LC3及p62蛋白表達量 將肺組織按比例加入預(yù)冷的組織裂解液中裂解,BCA法測定蛋白濃度,行12% SDSPAGE電泳,然后轉(zhuǎn)移至PVDF膜,脫脂奶粉室溫封閉1 h,分別加入一抗兔抗大鼠LC3抗體(1∶1000)及兔抗大鼠單克隆抗體p62(1∶1000),4 ℃孵育過夜,TBS-T洗滌,分別加入二抗(辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔及山羊抗小鼠IgG,1∶2000),化學(xué)發(fā)光法顯色。以GADPH作為內(nèi)參照,采用IPP軟件對掃描圖像的目的條帶進行灰度分析,并計算蛋白相對表達量。
1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用GraphPad Prism 9軟件進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布,均以±s表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用Tukey檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組大鼠肺組織大體形態(tài)學(xué)觀察 正常對照組大鼠肺組織肉眼觀呈粉紅色,表面光滑,色澤光亮;EHS組大鼠肺組織腫脹明顯,色澤暗淡,呈暗紅色,且液體滲出較多。與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠肺組織腫脹明顯加重,整肺發(fā)生嚴(yán)重水腫,肺組織間隙聚積過多液體,由于重力影響使肺部不能保持正常形狀,表面伴多處出血點,而EHS+RAPA組大鼠肺組織腫脹情況明顯減輕,表面顏色近似粉紅色,且滲出減少(圖1)。
圖1 各組大鼠肺組織標(biāo)本肉眼觀Fig. 1 Macroscopic view of lung tissue specimens of rats in each group
2.2 各組大鼠PaO2、PaCO2比較 與正常對照組比較,EHS組大鼠PaO2降低,PaCO2升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與EHS組比較,EHS+Baf A1組PaO2下降,PaCO2升高,EHS+RAPA組PaO2升高,PaCO2降低,接近正常范圍,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。
表1 各組大鼠PaO2、PaCO2比較(mmHg,±s, n=15)Tab.1 Comparison of PaO2 and PaCO2 of rats in each group(mmHg, ±s, n=15)
表1 各組大鼠PaO2、PaCO2比較(mmHg,±s, n=15)Tab.1 Comparison of PaO2 and PaCO2 of rats in each group(mmHg, ±s, n=15)
EHS. 勞力性熱射??;Baf A1. 巴弗洛霉素A1;RAPA. 雷帕霉素;PaO2. 動脈血氧分壓;PaCO2. 動脈血二氧化碳分壓;與正常對照組比較,(1)P<0.05;與EHS組比較,(2)P<0.05
組別 PaO2 PaCO2正常對照組 248.0±15.5 25.6±4.4 EHS組 135.4±15.6(1) 47.8±4.1(1)EHS+BafA1組 104.2±7.2(2) 61.3±7.5(2)EHS+RAPA組 192.0±17.3(2) 34.0±2.6(2)F 87.350 47.470 P<0.001 <0.001
2.3 各組大鼠肺系數(shù)變化 與正常對照組比較,EHS組大鼠的肺系數(shù)增高[(4.5±0.3) mg/gvs.(3.6±0.2) mg/g],差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠肺系數(shù)[(5.3±0.7) mg/g]增高,而EHS+RAPA組肺系數(shù)[(3.7±0.1) mg/g]降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖2A)。
2.4 各組大鼠肺血管通透性的變化 與正常對照組比較,EHS組大鼠肺血管通透性明顯增加,EB滲出量增多[(72.0±5.4) μg/gvs. (18.4±1.6) μg/g],差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠的血管通透性進一步增加,EB滲出量進一步增多[(80.0±4.9) μg/g];而EHS+RAPA組大鼠肺血管通透性則明顯下降,EB滲出量減少[(53.9±6.9) μg/g],差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖2B)。
圖2 各組大鼠肺系數(shù)(A)及EB滲出量(B)比較Fig.2 Comparison of pulmonary index (A) and EB content (B) of rats in each group
2.5 各組大鼠肺組織的病理損傷 HE染色結(jié)果(圖3)顯示,在無熱打擊情況下,正常對照組大鼠肺組織肺泡壁光滑,結(jié)構(gòu)正常無破壞,且肺泡腔無液體滲出;與正常對照組比較,EHS組大鼠肺泡間隔及
圖3 各組大鼠肺組織病理學(xué)變化Fig.3 Pathological changes of rat lung tissue in each group
肺泡壁明顯增厚不均,部分肺泡塌陷,肺泡腔出現(xiàn)大量紅細(xì)胞、炎癥細(xì)胞及血漿樣物質(zhì)滲出,肺組織病理學(xué)評分明顯增加[(7.0±0.1)分vs. (1.5±0.6)分];與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠肺組織液滲出、炎癥浸潤程度進一步加重,肺組織病理學(xué)評分明顯增加[(9.2±0.7)分],而EHS+RAPA組大鼠肺組織液滲出及炎癥浸潤嚴(yán)重程度均不及EHS組,且出血減少,肺泡結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù),肺組織病理學(xué)評分明顯降低[(4.3±0.3)分],差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
2.6 各組大鼠肺組織細(xì)胞凋亡情況 與正常對照組比較,EHS組大鼠肺組織凋亡細(xì)胞數(shù)增多,AI明顯升高(50.8%±5.6%vs. 8.0%±1.0%);與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠肺組織凋亡細(xì)胞數(shù)進一步增多,AI明顯升高(84.7%±3.4%),但EHS+RAPA組大鼠肺組織凋亡細(xì)胞數(shù)減少,AI明顯降低(33.8%±2.3%),差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖4)。
圖4 各組大鼠肺組織凋亡情況比較Fig.4 Comparison of apoptosis of lung tissue of rats in each group
2.7 各組大鼠LC3及p62蛋白表達 與正常對照組比較,EHS組大鼠肺組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值明顯降低(0.3±0.1vs. 1.0±0.1),p62表達水平明顯增高(1.4±0.2vs. 0.8±0.1)。與EHS組比較,EHS+Baf A1組大鼠肺組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值降低(0.10±0.04),p62表達水平進一步升高(1.7±0.1),而EHS+R APA組大鼠肺組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值明顯升高(0.5±0.1),p62表達水平明顯降低(1.1±0.1),差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖5)。
圖5 Western blotting檢測各組大鼠肺組織自噬水平Fig.5 Autophagy levels in lung tissues of rats in each group (Western blotting)
EHS是熱相關(guān)疾病最嚴(yán)重的一種表現(xiàn),常導(dǎo)致多個臟器發(fā)生損傷,其中肺最易受累[3-4]。EHS引發(fā)的全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)會引起肺內(nèi)皮屏障功能障礙,誘導(dǎo)肺毛細(xì)血管通透性增加,最終導(dǎo)致肺組織結(jié)構(gòu)破壞,部分肺泡呈實變狀,肺間質(zhì)彌漫性水腫,肺功能受損[20-21]。上述既往研究結(jié)果與本實驗通過大鼠EHS模型觀察到的EHS組大鼠肺組織肺泡間隔及肺泡壁明顯增厚,肺泡腔出現(xiàn)大量的紅細(xì)胞、炎癥細(xì)胞及血漿樣物質(zhì)滲出等ALI病理變化,以及肺系數(shù)、肺組織凋亡細(xì)胞數(shù)、肺血管通透性、肺水含量增加,PaO2下降的結(jié)果相一致,表明熱打擊可引起肺水腫及肺組織細(xì)胞凋亡,最終導(dǎo)致肺損傷,提示EHS損傷模型建立成功。
細(xì)胞凋亡是多種因素如盲腸結(jié)扎穿孔、脂多糖、缺血缺氧等誘發(fā)ALI的病理生理機制之一。研究證實,細(xì)胞凋亡是導(dǎo)致ALI的途徑之一,凋亡細(xì)胞越多,肺損傷越嚴(yán)重[22-23]。本研究結(jié)果顯示,EHS組大鼠肺組織凋亡細(xì)胞增多,AI升高,提示熱應(yīng)激可促進細(xì)胞凋亡,而細(xì)胞凋亡可能是EHS肺損傷的發(fā)生機制之一。
自噬是存在于所有真核細(xì)胞中的一種高度保守的細(xì)胞生理學(xué)現(xiàn)象,能將體內(nèi)受損的細(xì)胞器及各種錯誤折疊蛋白通過與溶酶體結(jié)合進行自我吞噬或降解,降解過程中產(chǎn)生的氨基酸及其他小分子物質(zhì)可被機體再利用,維持細(xì)胞能量平衡,是機體在饑餓、創(chuàng)傷等多種應(yīng)激條件下作出的適應(yīng)性反應(yīng)[24]。自噬可分為巨自噬、微自噬及分子伴侶介導(dǎo)的自噬3種類型,通常所說的自噬指巨自噬,也是目前研究最多的類型[25]。自噬與ALI的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[26-27]。自噬與凋亡是細(xì)胞生命終點的不同表現(xiàn)形式,兩者之間的功能關(guān)系錯綜復(fù)雜。研究表明,自噬能抑制細(xì)胞凋亡及壞死,從而保護細(xì)胞[28]。機體在應(yīng)對多種刺激時,細(xì)胞將首先啟動自噬機制,降解受損細(xì)胞器(如線粒體),從而防止觸發(fā)凋亡途徑,避免細(xì)胞凋亡或壞死[29]。EHS引起的病理生理變化類似于膿毒癥[30],EHS導(dǎo)致的肺損傷也與膿毒癥肺損傷極其相似。研究表明,激活自噬能減輕膿毒癥導(dǎo)致的肺組織細(xì)胞凋亡,緩解膿毒癥肺損傷[26,31],其激活機制可能與PI3K/Akt/mTOR信號通路及PINK1/Parkin信號通路有關(guān)[6]。本研究結(jié)果顯示,經(jīng)Baf A1預(yù)處理后,大鼠肺組織細(xì)胞自噬水平下降,凋亡細(xì)胞數(shù)及AI與EHS組比較進一步增高,而RAPA預(yù)處理后,大鼠肺組織細(xì)胞自噬水平升高,凋亡細(xì)胞數(shù)及AI均明顯降低,表明熱打擊能促進細(xì)胞凋亡,降低大鼠肺組織細(xì)胞的自噬水平,從而加重肺損傷;通過上調(diào)自噬可以減輕此損傷。
此外,自噬還參與調(diào)節(jié)機體的炎癥反應(yīng),并與慢性阻塞性肺疾病、肺炎、膿毒癥等炎癥性疾病相關(guān)[31-32]。研究表明,上調(diào)自噬能減輕機體的炎癥反應(yīng),自噬可通過抑制炎癥相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及T細(xì)胞分化、清除炎癥介質(zhì)、抑制炎癥反應(yīng)等減輕炎癥損傷[33-34]。
LC3分為Ⅰ型、Ⅱ型,是酵母自噬相關(guān)基因8(autophagy-related gene 8,Atg8)在哺乳動物中的同源基因。未發(fā)生自噬時,可溶性的LC3-Ⅰ型蛋白分布于細(xì)胞表面;當(dāng)自噬發(fā)生時,位于細(xì)胞表面的LC3-Ⅰ與磷脂酰乙醇胺耦聯(lián)形成LC3-Ⅱ并附著在自噬體膜上,由于LC3-Ⅱ始終穩(wěn)定地定位于自噬體膜上,直到與溶酶體融合,理論上可以通過計算LC3-Ⅱ或LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值來評價自噬水平的高低。但有研究指出LC3-Ⅱ在自噬流受阻的情況下也可出現(xiàn)高表達[35],故單純通過LC3-Ⅱ水平來判斷自噬活性是非常武斷的,而LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值更能反映自噬的真實強度。p62被認(rèn)為是選擇性的自噬受體蛋白,能同時連接待降解的泛素化底物和LC3蛋白。當(dāng)自噬被激活時,p62結(jié)合泛素化底物蛋白分子進入自噬小體,并與溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體,隨后被溶酶體中的水解酶降解。p62作為自噬降解底物,其表達量與自噬活性成反比,含量越低意味著自噬下游越通暢[36]。本研究通過Western blotting檢測了EHS相關(guān)ALI時自噬標(biāo)志蛋白LC3及p62的表達情況,結(jié)果顯示EHS組大鼠肺組織LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值明顯低于正常對照組,而p62表達增高,提示EHS大鼠肺組織中自噬小體形成發(fā)生障礙,自噬水平降低。
Baf A1可通過抑制H+-ATP酶而阻止自噬體與溶酶體之間的融合,從而實現(xiàn)對自噬過程的抑制,是一種自噬抑制劑。RAPA通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路來實現(xiàn)對自噬過程的激活,是一種自噬增強劑。本研究分別使用Baf A1及RAPA預(yù)處理大鼠,結(jié)果顯示,與EHS組比較,Baf A1組大鼠肺組織損傷程度更嚴(yán)重,伴有肺水腫加重、肺血管通透性增加、肺細(xì)胞凋亡數(shù)增多等,病理學(xué)結(jié)果顯示肺組織中有大量炎癥細(xì)胞浸潤,肺部出現(xiàn)明顯的炎癥反應(yīng),LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值明顯降低,p62蛋白表達增加。相反,給予RAPA預(yù)處理后,大鼠肺部炎癥明顯緩解,肺組織凋亡細(xì)胞數(shù)減少,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值明顯升高,p62蛋白表達水平降低,即抑制自噬會加重EHS大鼠肺損傷,上調(diào)自噬水平可能有利于減輕EHS肺損傷,提示EHS導(dǎo)致的肺損傷可能與自噬成熟障礙有關(guān)。
綜上所述,本研究證實EHS能導(dǎo)致肺損傷,肺組織自噬水平降低是EHS導(dǎo)致肺損傷發(fā)生的機制之一,上調(diào)自噬水平可減輕EHS大鼠的肺損傷,但其機制尚不清楚,未來仍需進一步深入研究。