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线粒体DNA介导TLR9-MyD88信号通路活化在大鼠VILI中的作用机制

Role and mechanism of mitochondrial DNA mediated Toll-like receptor 9-myeloid differentiation factor 88 signaling pathway activation in rats with ventilator-induced lung injury

摘要:

目的 探讨线粒体DNA(mtDNA)介导的Toll样受体9(TLR9)-髓样分化因子88(MyD88)信号通路在呼吸机相关性肺损伤(VILI)发生中的作用机制.方法 将30只健康雄性成年SD大鼠按随机数字表法分为自主呼吸组、正常潮气量(VT)组(VT为8 mL/kg)和大VT组(VT为40 mL/kg),每组10只.正常VT组和大VT组大鼠分别进行机械通气,呼气末正压(PEEP)为0,吸入氧浓度(FiO2)为0.50.通气4 h后采集心脏血并处死大鼠,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清白细胞介素(IL-6、IL-1β)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)含量;收集支气管肺泡灌洗液(BALF),采用BCA法测定总蛋白含量.取肺组织,测定肺湿/干重(W/D)比值;苏木素-伊红(HE)染色后,光镜下观察肺组织病理学改变;采用免疫组化法检测肺组织中mtDNA编码的细胞色素C氧化酶Ⅳ(COX-Ⅳ)、TLR9、MyD88、核转录因子-κB p65(NF-κB p65)的蛋白表达.结果 光镜下显示,自主呼吸组和正常VT组大鼠肺组织结构基本正常,而大VT组肺组织则可见明显炎性改变;大VT组病理学评分明显高于自主呼吸组和正常VT组(分:3.50±0.41比0.25±0.09、0.33±0.10,均P<0.05).与自主呼吸组和正常VT组比较,大VT组大鼠肺W/D比值明显升高(6.42±0.41比4.14±0.04、4.28±0.11,均P<0.05), BALF总蛋白含量明显升高(g/L:0.43±0.04比0.13±0.01、0.14±0.01,均P<0.05),血清IL-6、IL-1β和TNF-α含量也明显升高〔IL-6(μg/L):1.15±0.17比0.42±0.10、0.46±0.04,IL-1β(μg/L):6.73±0.38比2.08±0.90、2.19±0.18,TNF-α(μg/L):4.10±0.11比1.12±0.10、1.14±0.04,均P<0.05〕.免疫组化结果显示,大VT组大鼠肺组织COX-Ⅳ、TLR9、MyD88、NF-κB p65蛋白均呈棕褐色强阳性表达,而正常VT组和自主呼吸组则呈不着色的阴性未表达或浅黄色的弱阳性低表达;定量分析显示,大VT组COX-Ⅳ、TLR9、MyD88、NF-κB p65蛋白的免疫组化染色评分(IRS)均明显高于自主呼吸组和正常VT组〔COX-Ⅳ IRS(分):8.80±2.17比0.80±0.45、1.40±0.55,TLR9 IRS(分):8.40±2.51比1.00±0.71、1.20±0.84,MyD88 IRS(分):9.40±1.52比1.40±0.55、1.60±0.55,NF-κB p65 IRS(分):9.80±2.05比1.00±0.71、1.20±0.84,均P<0.05〕.正常VT组与自主呼吸组所有检测指标差异均无统计学意义(均P>0.05).结论 mtDNA能激活TLR9-MyD88信号转导通路,使其下游的NF-κB p65表达上调,介导炎性因子释放,诱导肺组织发生急性炎症损伤,最终引发VILI.

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