缺氧誘導因子-1α在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達與意義

程陽,趙麗妮,商麗宏

1.沈陽醫學院病理生理學教研室，遼寧沈陽 110034；2.沈陽醫學院藥理學教研室，遼寧沈陽 110034；3.沈陽醫學院形態與機能中心實驗室，遼寧沈陽 110034

缺氧誘導因子-1α在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達與意義

程陽1,趙麗妮2,商麗宏3

1.沈陽醫學院病理生理學教研室，遼寧沈陽 110034；2.沈陽醫學院藥理學教研室，遼寧沈陽 110034；3.沈陽醫學院形態與機能中心實驗室，遼寧沈陽 110034

目的探討缺氧誘導因子-1α（HIF-α）在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達及其意義。方法采用沈陽醫學院實驗動物中心24只健康雄性大鼠,將大鼠分為A、B、C3組，A組在建立缺血再灌注損傷模型前24 h，給予腹腔內注射生理鹽水；B組注射DMOG；C組僅左側開胸，不行缺血再灌注處理，建立缺血再灌注損傷模型。結果A組可見明顯肺組織損傷；A、B組各時間HIF-1α蛋白表達增強，平均灰度值降低；A、B組1 h與6 h的IL-8與丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降；A組與B組再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論可通過調節HIF-1α活性達到保護缺血再灌注性肺臟，為治療肺缺血再灌注損傷提供新的思路。

缺氧誘導因子-1α；肺缺血再灌注損傷；超氧化歧化酶

心肌梗死的主要治療方法是溶栓治療、冠脈搭橋術等方面，這些方法使心臟均經歷了一個相同的過程—心肌缺血再灌注損傷。這是一種機制復雜，涉及再灌注導致細胞內Ca2+超載、氧自由基大量產生等作用，中性粒細胞在其中扮演著重要的角色[1]。HIF-1是缺氧誘導產生的，可激活缺氧反應基因轉錄的脫氧核糖核酸（DNA）結合蛋白。常氧狀態下，HIF-1α可通過蛋白酶途徑降解[2]。其中，二甲基乙二酰基甘氨酸（DMOG）是脯氨酸羥化酶抑制劑，可有效增強HIF-1α，該組研究采用2014年10—11月沈陽醫學院實驗動物中心24只健康雄性大鼠，采用DMOG的方式，增強大鼠HIF-1α活性，探討其中大鼠肺缺血再灌注損傷中的表達與意義，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

實驗時間為2014年10—11月，采用沈陽醫學院實驗動物中心24只健康雄性大鼠，所有大鼠體重（386±37）g。根據隨機的原則，將大鼠分為A、B、C3組，每組8只，給予全部大鼠相同的飼養方法。

1.2 方法

對3組大鼠進行建立缺血再灌注損傷模型。于腹腔注射戊巴比妥鈉，氣管切開插管，連續動物機械通氣，給予經左側進入胸腔，游離左側肺門，給予頸動脈肝素，在充氣狀態下行無損傷動脈鉗夾閉左側肺門，阻斷45 min后再予松開，形成再灌注。3組大鼠在建立缺血灌注損傷模型前24 h均給予不同處理：A組給予腹腔內注射生理鹽水；B組注射DMOG；C組僅左側開胸，不行缺血再灌注處理。

表2 IL-8、丙二醛與超氧化物歧化酶活力1h與6h后變化情況（x±s）

測定3組大鼠的丙二醛、白細胞介素-8（IL-8）及超氧化物歧化酶的活力。觀察大鼠組織病理學情況。取鼠左肺上半部，給予制成勻漿，離心，收集上清液，硫代巴比妥酸比色法檢測丙二醛，黃嘌呤氧化酶法測定超氧化物歧化酶活力，酶聯免疫吸附法測定IL-8。

1.3 統計方法

采用SPSS 11.0統計學分析軟件進行數據處理，計量資料用（x±s）表示，用t檢驗。P＜0.05差異有統計學意義。

2 結果

與C組比較，A組可見肺泡壁明顯增厚，毛細血管內皮腫脹，間隙擴大，肺泡腔內充滿嗜伊紅水腫液，肺泡腔內可見大量中性粒細胞浸潤，出現少量透明膜，其中6 h最為明顯。B組上述癥狀較A組輕。見圖1、2、3。

圖1 A組（肺泡明顯增厚，間隙擴大）

圖2 B組（相對A組，肺泡增厚較少，但與C組相比，仍有明顯增厚）

圖3 C組（相對于其他兩種，肺泡無明顯增厚）

觀察各組不同時間點HIF-1α表達灰度變化情況發現，A組與 B組，相較于C組，其各時間 HIF-1α蛋白表達增強，平均灰度值降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；A組與B組比較，B組各時間點HIF-1α表達增強，平均灰度值降低，差異有統計學意義（P＜0.05）。A與B組再灌注后3 h、6 h較1 h時間HIF-1α蛋白表達增強，平均灰度值降低，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

與3組患者IL-8、丙二醛、超氧化物歧化酶活力進行監測發現，與C組比較，A、B組1h與6 h的IL-8與丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統計學意義（P＜0.05）；與A組比較，B組IL-8與丙二醛含量均下降，超氧化物歧化酶升高，差異有統計學意義 （P＜0.05）；A組與B組再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表1 各組不同時間點HIF-1α表達灰度變化情況（x±s）

3 討論

缺血組織再灌注損傷時，機體會產生炎癥反應，導致發生心肌缺血組織及細胞損傷[3]。HIF-1作為一種隨細胞內氧濃度變化而調節基因表達的轉錄激活因子，其廣泛存在于各種組織細胞中，可促進機體適應低氧過程，對提高機體生存質量具有積極的意義。臨床研究指出，任何細胞內氧濃度的降低，均可能使HIF-1α大量表達。該組實驗中，在對大鼠進行缺血再灌注模型，A組與B組各時間點大鼠HIF-1α表達均強C組有明顯增強，并在6 h后達到最高值，而B組經DMOG預處理后，各時間點的HIF-1α蛋白表達較A組明顯增強，表明DMOG通過阻止HIF-1α降解的方式，從而加強HIF-1α在細胞內的聚集，實現對肺缺血再灌注損傷進行保護作用的。

段時科等[4]在其研究指出，氧自由基的過度釋放是導致缺血再灌注損傷的重要因素之一，其中丙二醛是脂質過氧化物損傷的標志產生，其為氧自由基攻擊生物膜的產生，可反應細胞受損的程度，超氧化物岐化酶可達到催化氧自由基的岐化作用，形成過氧化氫，繼而降解為氧氣與水[5]。超氧化物岐化酶活力的下降，與丙二醛水平上升是間接反映細胞受損程度的標志物。該組研究中，A、B組6 h的超氧化物歧化酶活力均有明顯下降，且A組為（263.1±20.5）μU/L，下降最為明顯，與B組及C組比較，差異有統計學意義（P＜0.05），與臨床研究基本一致[6]。在對再缺血灌注損傷患者的病理觀察中，可以發現肺彌漫性充血腫脹、間質水腫、出血等情況，可見肺泡腔內液體滲出物增多，肺泡間隔增厚，且透明膜形成。除此之外，還可見間隙或血管壁中中性粒細胞的浸潤或聚集。IL-8作為一種重要的炎性因子，可誘導中性粒細胞在細胞中的粘附、遷移及浸潤作用，其含量與肺細胞損傷呈正相關關系[7]。該組研究中，觀察發現，缺血再灌注在引起IL-8及丙二醛水平的升高的同時，超氧化物歧化酶的活性發生下降，但是，經DMOG預處理后的B組大鼠，HIF-1α活性得到有效增強，而IL-8及丙二醛水平降低，使超氧化物岐化酶的活性提高，因而，B組大鼠模型肺內炎性損傷也較未作處理的A組有明顯減輕。分析認為，這可能與HIF-1靶基因血紅素加氧酶-1產物一氧化碳抑制IL-8及腫瘤壞死因子-2α等促炎性細胞因子，上調抗炎性炎癥因子的表達等因素有關[8]。

通過該組研究指出，HIF-1α體內活性越強，其在減輕氧自由基對細胞損傷程度越強，并在增強機體清除氧自由基能力方面具有更有益的作用，并通過降低IL-8水平，減少中性粒細胞在肺內聚集，減輕炎癥反應等，達到保護缺血再灌注肺臟的作用。因此，可通過調節HIF-1α活性達到保護缺血再灌注性肺臟，這治療肺缺血再灌注損傷提供新的思路。

[1]張皓，齊海.肺缺血再灌注損傷動物模型的研究進展[J].中國醫學創新，2014,11(6):132-134.

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Expression and Significance of Hypoxia-inducible Factor-1αin Rat Lung IscheMia-reperfusion Injury

CHENG Yang1，ZHAO Li-ni2，SHANG Li-hong3
1.Pathophysiology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;2. Pharmacology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;3.ForMand Function Center Laboratory,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China

ObjectiveTo discuss the expression and significance of hypoxia-inducible factor-1α(HIF-α)in rat lung ischemiareperfusion injury.Methods24 healthymale rats froMShenyang Medical College Experimental Animal Center were divided into three groups,group A,group B and group C.24h before the establishment of ischemia-reperfusion injurymodel,group A were given intraperitoneal injection of normal saline,group B were given the injection of DMOG,group C were only given left thoracotomy without ischemia-reperfusion treatment.ResultsGroup A showed significant lung injury;the expression of HIF-1αprotein increased and the average gray value decreased in group A and group B at each time point;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B at 1h and 6h after the reperfusion;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B 6h after the reperfusion(P＜0.05).ConclusionRegulation of the activity of HIF-1α can protect the ischemia-reperfusion lung,which provides a new idea for the treatmentof lung ischemia-reperfusion injury.

Hypoxia-inducible factor-1α;Lung ischeMia-reperfusion injury；Super oxide dismutase

R692

A

1674-0742（2015）07（a）－0008-03

2015-04-08）

程陽（1977-），女，回族，遼寧沈陽人，碩士，講師，研究方向：肺缺血再灌注損傷及相關疾病的機制的研究。