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随着围生医学的发展和窒息新法复苏技术的普及,窒息新生儿的存活率较前有了明显提高,对窒息并发症的防治也逐渐成为近年来研究的热点,如缺氧缺血性脑病、颅内出血、肾脏损害等。既往的研究结果提示新生儿窒息后机体的免疫功能明显受抑制,窒息新生儿发生肺炎、败血症的几率也比较高。因而进一步研究窒息对免疫功能的影响,提高窒息新生儿的免疫力,对提高新生儿的存活率和改善新生儿的健康状况有着重要意义。目前,窒息所致新生儿免疫功能异常的机制尚不完全明确,一些研究结果表明,窒息可导致细胞免疫、体液免疫和红细胞免疫功能下降,窒息后神经内分泌系统的异常也可影响机体的免疫功能。既往的研究多集中在特异性免疫方面,对于在新生儿期发挥主要作用的非特异性免疫则研究较少。在呼吸系统的局部免疫防御方面,β-防御素-2(RBD-2)和肺表面活性物质结合蛋白A(SP-A)具有非常重要的意义,窒息是否对肺脏的局部免疫存在影响,以及影响的作用机制如何,目前关于此方面的报道还比较少。
本实验采用常压低浓度氧通气建立窒息新生大鼠模型,观察该模型大鼠肺组织的病理改变及肺组织中RBD-2 mRNA、SP-A mRNA的动态变化,探讨窒息对肺组织免疫防御功能的影响,以及核转录因子-κB(NF-κB)在RBD-2、SP-A基因表达中的作用,旨在为今后外源性补充RBD-2、SP-A或干预信号转导通路以调节体内RBD-2、SP-A含量提供理论依据和实践方向。
材料与方法
1.研究对象:健康清洁级1日龄新生SD大鼠96只,雌雄不限,体重(5.5g-7.0g),随机分为对照组、窒息组、窒息+PDTC组,每组32只。
2.动物模型:窒息组、窒息+PDTC组新生鼠放入密闭缺氧箱内,通入含7%O<,2>、93%N<,2>的混合气体,钠石灰吸收二氧化碳,温度、湿度恒定。通气2h后,将新生鼠放出,恢复正常通气于自然空气中。对照组、窒息组窒息前1h腹腔内注射生理盐水(20ml/kg),窒息+PDTC组窒息前1h腹腔内注射PDTC(200mg/kg)。
3.标本采集及处理:每组新生鼠分别于复氧后3h、24h、72h、120h处死,取左肺置于10%福尔马林中固定,制备石蜡切片;右肺置于液氮中,转运至-80℃冰箱保存待测。
4.实验方法及检测指标:石蜡切片HE染色光镜下观察肺组织病理形态学变化; SABC法免疫组化检测肺组织中NF-κBp65的表达;RT-PCR法测定RBD-2 mRNA、SP-AmRNA的表达水平。
结果
1.窒息对新生鼠一般状况的影响新生鼠置于缺氧箱内后,逐渐出现呼吸加快、皮肤苍白和不同程度的发绀,窒息早期新生鼠的自主活动增多,随窒息时间延长自主活动逐渐减少,个别出现四肢抽动,这些改变出现的时间和表现程度存在个体差异,在恢复供氧后,上述现象基本缓解,但窒息新生鼠仍表现出活动少、反应差、体重增长缓慢等。而对照组则活动好、反应灵敏,无以上异常表现。
2.肺组织的病理改变对照组出生后肺泡上皮逐渐发育成熟,肺间质逐渐减少,肺泡逐渐增多,肺泡体积也逐渐增大,而且肺泡大小均匀一致。窒息组3h可见肺间质稍肿胀,肺泡内有少量散在的红细胞;24h可见肺间质水肿,肺小血管扩张、充血,有的区域呈片状出血,肺泡腔内炎性细胞渗出等病理变化;72h,120h上述变化逐渐好转,但肺间质增厚,肺泡体积较小,肺泡大小不均匀。窒,~,+PDTC处理组较窒息组各时间点的病理变化稍减轻,但仍可见间质水肿、炎性细胞浸润等变化。 3.肺组织NF-κBp65表达水平的动态变化免疫组化染色显示NF-κBp65蛋白在对照组新生鼠肺组织呈阴性或弱阳性反应,偶见胞核着色。窒息组与对照组相比,多个时间点呈阳性反应,阳性反应产物不仅分布于阳性细胞的胞浆中,细胞核也呈阳性反应,表达分布更广泛。NF-κBp65蛋白在各时间点的表达水平不同:3h,24h,72h NF-κBp65蛋白表达阳性率为分别为(11.78±3.00)%、(9.83±2.59)%、(8.85±2.80)%,高于对照组的(4.65±2.88)%、(5.70±2.05)%、(5.95±2.12)%,且差异均有统计学意义(p<0.05),120h NF-κBp65蛋白表达阳性率为(7.70±3.05)%,高于对照组的(6.23±2.57)%,但差异没有统计学意义(p>0.05),其中3h表达水平最高,其次为24h。窒息+PDTC组在3h,24h NF-κBp65蛋白表达阳性率为(8.20±2.96)%、(6.85±2.25)%,均明显低于窒息组(p<0.05),72h,120hNF-κBp65蛋白表达阳性率为(6.68±2.54)%、(6.45±3.12)%,低于窒息组,但差异没有统计学意义(p>0.05),其中3h表达水平最高,其次为24h。
4.肺组织RBD-2 mRNA表达水平的动态变化窒息组肺组织3h RBD-2 mRNA的表达水平为(1.37±0.26),高于对照组的(0.72±0.21)(p<0.05),24h,72 h,120h RBD-2 mRNA的水平逐渐下降,72 h,120h分别为(0.81±0.24)、(0.80±0.31),均低于对照组相应时间点的(1.10±0.35)、(1.12±0.43),差异均有统计学意义(p<0.05)。窒息+PDTC组3h,24h,72h,120h RBD-2 mRNA表达水平分别为(1.08±0.29)、 (0.68±0.19)、(0.52±0.16)、(0.47±0.20),低于窒息组相应时间点,差异均有统计学意义(p<0.05)。在窒息组和窒息+PDTC组,RBD-2 mRNA表达与NF-κBp65之间的相关系数r=0.595,具有统计学意义(p<0.01)。
5.肺组织SP-A mRNA表达水平的动态变化窒息组3h,24h,72h,120h SP-A mRNA的表达水平分别为(0.62±0.26)、 (0.68±0.17)、(0.82±0.30)、(0.92±0.23),均低于对照组相应时间点的 (0.98±0.38)、(1.04±0.34)、(1.20±0.38)、(1.39±0.38),差异均有统计学意义(p<0.05)。窒息+PDTC组3h,24h,72h,120h SP-A mRNA表达水平为(0.59±0.31)、(0.62±0.41)、(0.81±0.37)、(0.86±0.46)均低于窒息组,但差异没有统计学意义(p>0.05)。在窒息组和窒息+PDTC组,SP-A mRNA、NF-κBp65之间的相关系数为r=0.252,具有统计学意义(p<0.05)。
结论:
1.本实验建立的新生鼠窒息模型是成功的,窒息可造成新生鼠肺组织的病理损伤,抗氧化剂PDTC可以减轻窒息引起的肺组织病理损伤;
2.窒息可引起新生鼠肺组织NF-κB活化,随复氧时间延长,NF-κB活化逐渐减弱,PDTC可以明显抑制窒息引起的NF-κB的活化;
3.窒息新生鼠肺组织中的RBD-2 mRNA在窒息后早期较对照组表达增加,随复氧时间延长,RBD-2 mRNA的表达逐渐减少,并低于对照组,提示窒息可引起肺组织免疫防御功能下降;RBD-2 mRNA表达量与NF-κBp65蛋白量有强相关性,提示NF-κB介导的转录可能是RBD-2 mRNA表达的调控机制;
4.窒息新生鼠肺组织中的SP-AmRNA在窒息后表达低于对照组,提示窒息可引起SP-AmRNA表达减少,从而使肺组织呼吸功能与免疫防御功能下降;SP-AmRNA表达量与NF-κBp65蛋白量有相关性,提示NF-κB参与了SP-AmRNA的表达调控。