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地塞米松对大鼠肺形态结构及基质金属蛋白酶2、9及其抑制剂表达影响的实验研究

方乔乔

   目的 地塞米松(DEX)能显著改善早产儿肺功能、促进肺部早期发育,但其对肺发育的远期影响及其分子机制目前尚不清楚。肺发育过程离不开细胞外基质(ECM)的重塑,这其中由于基质金属蛋白酶(MMPs)及其组织抑制剂(TIMPs)参与了维持ECM合成和降解的平衡,因此在生后肺发育中起着重要作用。本研究拟以新生大鼠为研究对象,通过生后给予不同剂量地塞米松,观察大鼠在肺发育不同时期肺组织形态结构的差异和基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、金属蛋白酶组织抑制剂-1(TIMP-1)、金属蛋白酶组织抑制剂-2(TIMP-2)表达水平的变化,从而探讨生后糖皮质激素的应用对肺发育的影响及可能的作用机理。 方法 120只新生大鼠随机平均分为三组。小剂量DEX组:生后第5天起连续5天腹腔注射DEX 0.2mg/(kg·d)。大剂量DEX组:生后第5天起连续5天腹腔注射DEX0.5 mg/(kg·d)。生理盐水组:生后第5天起连续5天腹腔注射等量生理盐水。各组大鼠分别在生后第10天(撤药后第1天)、14天、21天(断乳期)、45天(青春期)随机选取10只处死,分离肺组织。通过光镜观察,分析比较各组大鼠肺形态发育的差异,RT-PCR方法检测MMP-2、MMP-9、TIMP-1、TIMP-2基因mRNA的表达,Western-Blot方法检测MMP-9、TIMP-1蛋白表达量。 结果 1.HE染色光镜观察结果:生后10天和14天,DEX用药组与同龄生理盐水对照组相比,肺泡数目减少、肺泡腔结构扩大,肺泡间隔厚度较薄、周围结缔组织减少;生后21天,DEX用药组与同龄对照组相比肺泡数目减少,肺泡腔结构扩大,且外观呈大小不一,肺泡间隔厚度增加;生后45天DEX用药组与同龄对照组相比肺泡数目减少,肺泡腔结构扩大。其中两DEX用药组在生后同一时间点每视野肺泡计数均低于对照组(P<0.01),平均肺泡表面积均高于对照组(P<0.05)。两DEX用药组平均肺泡间隔厚度在生后第10天、14天均低于对照组(P<0.01),在生后第21天均高于对照组(P<0.05)。 2.RT-PCR结果:在生后各时间点,两DEX用药组大鼠肺组织MMP-2基因mRNA的表达与生理盐水对照组相比均未见统计学差异(P均>0.05);两DEX用药组TIMP-2基因mRNA的表达均低于对照组(P均<0.05),且生后14天及21天,两DEX组之间差异有统计学意义(P<0.05);MMP-2/TIMP-2比值在生后14天和21天两DEX用药组均高于对照组(P均<0.05),其中生后21天两DEX组之间差异有统计学意义(P<0.05)。两DEX用药组MMP-9基因mRNA的表达在生后14天与对照组相比均未见统计学差异(P均>0.05),在生后21天和45天均高于对照组(P均<0.05),且生后21天两DEX组之间差异有统计学意义(P<0.05);两DEX用药组TIMP-1基因mRNA的表达在生后14天和45天与对照组相比均未见统计学差异(P均>0.05),在生后21天均高于对照组(P均<0.05);MMP-9/TIMP-1比值在生后21天和45天两DEX用药组均高于对照组(P均<0.05),其中生后21天两DEX组之间差异有统计学意义(P<0.05)。 3.Western-blot结果:两DEX用药组MMP-9基因蛋白的表达在生后14天与对照组相比均未见统计学差异(P均>0.05),在生后21天和45天均高于对照组,但此差异仅在生后21天时有统计学意义(P均<0.05);两DEX用药组TIMP-1基因蛋白的表达在生后14天和45天与对照组相比均未见统计学差异(P均>0.05),在生后21天均高于对照组(P均<0.05)。 结论 1.生后用药DEX可促进肺部早期发育,小剂量DEX即可促进肺部成熟,增加用药剂量虽然肺部发育成熟度有所提高,但肺泡化受阻的现象也愈加明显——肺泡直径变大,肺泡次级隔发育受阻,总肺泡数减少。肺泡化不完全最终导致肺泡结构简单化,其影响可持续直至成年。 2.生后用药DEX可影响大鼠肺组织中MMP-9、TIMP-1、TIMP-2基因的mRNA及蛋白的表达。 3.生后用药DEX可能是通过在肺发育不同时间点下调TIMP-2以及上调MMP-9和TIMP-1的表达水平来引起MMPs/TIMPs失衡,导致ECM重塑异常,最终影响大鼠肺形态发育。其中MMP-9/TIMP-1失衡持续至成年,有可能在气道重塑的发生中起到了重要作用,可能与后期哮喘的发生有关。……   
[关键词]:地塞米松;;形态发育;MMP-2基因;MMP-9基因;TIMP-1基因;TIMP-2基因
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京医科大学2010年