缺氧誘導因子—1α在鼠肺缺血再灌注損傷中的表達與意義

程陽等

[摘要] 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。

[關鍵詞] 缺氧誘導因子-1α；肺缺血再灌注損傷；超氧化歧化酶

[中圖分類號] R692 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2015）07（a）-0008-03

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。

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。

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。

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。

[參考文獻]

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[2] 張鵬，呂楊. EphrinA1、缺氧誘導因子-1α和血管內皮生長因子基因及其蛋白產物在大鼠肺缺血再灌注損傷模型中的表達[J].中華實驗外科雜志，2010（3）： 369-372.

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[7] 溫文，郭光偉，黃志剛，等.芬太尼聯合丙泊酚對大鼠肺缺血再灌注損傷的保護作用[J].中國現代醫生，2014，52（15）：10-13.

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（收稿日期：2015-04-08）