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第一部分Notch信号与大鼠肺发育的关系研究
【目的】研究Notch受/配体在大鼠肺发育过程中的的表达特征,探讨Notch信号对肺形态发生和肺泡上皮成熟分化的调控作用。
【方法】通过免疫组化、Western印迹法和RT-PCR法分别从蛋白质水平和RNA水平检测受体Notch1-3和配体Jagged1在大鼠肺发育不同阶段(胎龄18d,20d,21d及生后4d,7d,14d,21d)肺组织内的表达,研究其与肺形态发生和肺泡上皮成熟分化的相关性。
【结果】大鼠肺发育囊泡期即有Notch受/配体的显著表达,主要分布于气道上皮细胞、肺泡上皮细胞、血管内皮细胞和间质细胞,Notch1-3及Jagged1蛋白及mRNA表达水平随胎龄增加呈动态改变。
【结论】Notch信号在肺发育中起重要作用,可能参与支气管树及气血屏障的形成,且对呼吸道上皮细胞、肺泡上皮细胞的成熟分化有重要调节作用。
第二部分85%高氧对新生大鼠肺Notch信号的影响
【目的】建立高氧肺损伤动物模型,研究持续高氧暴露对新生大鼠肺组织中Notch信号的影响,探讨Notch受/配体异常表达在新生大鼠高氧肺损伤发生、发展中可能的作用。
【方法】孕22日足月SD新生鼠80只随机分为对照组(40只,正常空气中)和高氧组(40只,暴露于常压高氧舱中,氧浓度>0.85),高氧暴露4d、7d、14d、21d,行肺组织病理学检查,采用免疫组化法、Western印迹法和RT-PCR检测Notch1-3及其配体Jagged1在肺组织的表达。
【结果】与空气对照组比较,高氧暴露组肺组织有明显水肿、出血和肺发育滞后的损伤改变。各时间点高氧组肺组织Notch1、2和Jagged1蛋白的表达均低于空气组(P<0.05、P<0.01),Notch3则表达上调,表达主要分布在气道上皮细胞、肺泡上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞。高氧组NotchmRNA表达及活性均较空气组动态下降(P<0.01)。
【结论】持续高氧暴露导致新生鼠的Notch受/配体异常表达,参与了高氧肺损伤的发生和发展。85%O2长期暴露下,Notch1基因表达的向下调节可能是机体的一种保护性应激反应,是促进肺泡Ⅱ型细胞(AECⅡ)分化增殖的主要机制之一。Notch3活性上调可能是高氧导致新生大鼠肺发育阻滞的重要因素。
第三部分肺泡Ⅱ型细胞体外变性的生物学特征研究
【目的】探讨体外培养的孕19d胎鼠AECⅡ是否发生自然变性及其生物学特征。
【方法】分离、培养19d胎鼠AECⅡ,经贴壁纯化后动态观察其在体外空气中12,24,48及72小时的生长形态改变;电镜观察各时间点超微病理改变;RT-PCR半定量分析各培养细胞中AECⅡ的特异标记物SP-CmRNA及AECⅠ的特异标记物AQP-5mRNA表达强度。
【结果】AECⅡ细胞体外培养48小时时无明显改变,72小时立方体外形的AECⅡ逐渐变得扁平,表面微绒毛减少,胞内板层体及糖原颗粒减少或消失。体外培养72小时SP-CmRNA表达明显减弱,AQP-5mRNA则表达增强(P均<0.01)。
【结论】体外培养时间过长(3d以上)可导致胎鼠AECⅡ自然变性为AECⅠ;由于AECⅡ性质不稳定,且该细胞不能传代,因此研究AECⅡ的生化、生物特性和功能应在原代培养1d进行,不适合做长时间的体外研究。
第四部分高氧AECⅡ损伤模型中Notch信号的作用
【目的】建立高氧细胞模型,探讨高氧暴露对体外培养的胎鼠AECⅡ细胞Notch1-3及Jagged1表达的影响及作用。
【方法】分离、培养19d胎鼠AECⅡ,经贴壁纯化后随机分为两组,空气组(Ⅰ)、高氧组(Ⅱ)。Ⅱ组在更换培养液后通入3L/min95%O2-5%CO2高纯混合气,10min后密封;通氧前后观察细胞生长情况和形态变化。各组均置于培养箱(37℃,5%CO2)中,培养24h后,收获各组细胞,提取细胞总RNA和总蛋白,RT-PCR和Western-blot半定量分析各组培养细胞Notch1-3及Jagged1mRNA及蛋白表达强度。
【结果】培养24h后高氧组AECⅡ细胞表达Notch1、Jagged1mRNA及蛋白水平表达强度下降,Notch3明显增加,与空气组比较有显著性差异(p<0.01);Notch2mRNA及蛋白表达强度与空气组比较无显著差异(p>0.05)。【结论】高氧暴露导致胎鼠Notch1及Jagged1mRNA及蛋白表达强度降低,提示高氧可通过抑制Notch1与配体Jagged1的表达影响细胞周期进程,促进AECⅡ的增殖分化,有利于肺泡上皮的损伤修复。