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目的:通过观察慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠肺内红系衍生核因子相关因子-2 (NF-E2 related factor 2,Nrf2)、BTB-CNC异体同源体1(BTB and CNC homology 1,Bach1)、Keap1(Kelch-like ECH associating protein 1)、PERK(PKR-like endoplasmic reticulum kinase)和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)的表达,探索Bach1、Nrf2、Keap1、PERK和γ-GCS在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的作用和意义,并初步探讨其作用机制,为COPD的发病机理提供新的理论依据,为其治疗提供新的策略和方法。方法:分动物实验和临床实验。1.动物实验:健康雄性SD大鼠16只,随机分COPD模型组和对照组,每组8只。采用每日熏香烟和两次气管内滴入脂多糖(LPS)法制作COPD大鼠模型。测定大鼠肺功能并观察大鼠肺组织病理形态学改变;检测大鼠肺组织中γ-GCS活性,原位杂交和逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)检测肺组织中Nrf2、Bach1、Keap1、γ-GCS mRNA的表达。免疫组化和免疫印迹(western blot)分析肺组织中γ-GCS与Nrf2、Keap1、Bach1、P-PERK的蛋白水平。2.临床实验:手术切除肺癌患者肺组织标本18例,所有患者术前均行肺功能检测,COPD诊断符合中华医学会2002年制定的标准,其中COPD组和对照组各9例,RT-PCR检测肺组织中Nrf2、Bach1和γ-GCS mRNA的表达,western blot分析肺组织中Bach1、Nrf2和γ-GCS蛋白水平。结果:1.COPD组大鼠FEV0.3和FEV0.3/FVC%较对照组降低(P<0.05)。肺组织病理学改变符合COPD的特征性改变。2.COPD组大鼠支气管上皮细胞胞浆中γ-GCS和Nrf2mRNA呈强阳性表达;对照组在相应部位呈弱阳表达,两组图像吸光度比较差异有统计学意义(P<0.01),Bach1和Keap1mRNA在两组中均呈阳性表达,比较差异无统计学意义(P>0.05)。RT-PCR显示,对照组肺中有一定量γ-GCS和Nrf2mRNA表达,但相对于COPD组仍较低(P<0.01),Bach1mRNA在两组中的表达无显著性差异(P>0.05)。3.免疫组化显示:COPD组大鼠支气管上皮细胞中Nrf2、γ-GCS和P-PERK蛋白表达较对照组明显增强;而Bach1和Keap1蛋白表达与对照组比较差异无统计学意义。4.核/胞浆蛋白分离及Western blot显示Nrf2蛋白在对照组主要表达于胞浆,在COPD组胞浆、胞核均有表达,且明显上调,高于对照组(P <0.01),但是在胞核中的水平明显升高;Bach1蛋白在对照组主要表达于胞核中,在COPD组主要表达于胞浆,且两组间无显著性差异(P>0.05);Keap1在对照组和COPD组均主要表达于细胞浆,两组间无显著性差异(P>0.05);P-PERK蛋白在COPD组的表达明显增强。5.原位杂交结果显示:COPD组患者肺组织中γ-GCS和Nrf2 mRNA的表达明显增强,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),而Bach1 mRNA的表达在两组中无显著性差异(P>0.05);免疫组化结果显示:Nrf2和γ-GCS蛋白在COPD患者组的肺组织中表达显著,与对照组比较可见差异有统计学意义(P<0.01),而Bach1蛋白在COPD患者肺组织中与对照组比较差异无统计学意义。6.SPSS11.0软件进行直线相关分析,在大鼠和临床实验中可见核内Nrf2蛋白表达与γ-GCSmRNA及其蛋白表达呈正相关,p-PERK蛋白表达与Nrf2蛋白和γ-GCS mRNA表达均呈正相关,核内Bach1/ Nrf2蛋白表达的比值与γ-GCS的表达、FEV0.3、FEV0.3/FVC%呈负相关。结论:1.细胞核内Nrf2和Bach1蛋白水平变化调控γ-GCS的表达,在COPD氧化/抗氧化失衡机制中起重要作用。2. Keap1主要表达于细胞浆,可能通过Nrf2蛋白稳定性的调控发挥作用。3. P-PERK信号激酶可能通过激活Nrf2上调γ-GCS,进而在COPD的发病机制中起重要作用。