周期性动态牵张对肺泡Ⅱ型上皮细胞活性和分化的影响
背景过度机械牵张是引起呼吸机相关肺损伤的重要原因之一.肺泡上皮由肺泡Ⅰ型和Ⅱ型上皮细胞构成,其中肺泡Ⅱ型上皮细胞能够增殖并分化成肺泡Ⅰ型上皮细胞,是肺损伤后修复的关键.本研究的目的是研究不同方式的周期性牵张刺激对肺泡Ⅱ型上皮细胞活性以及转分化功能的影响,探寻能够避免肺损伤,而又有利于肺损伤后修复的通气策略.方法原代肺泡Ⅱ型上皮细胞自成年雄性SD大鼠分离获得.采用尼罗红染色及透射电镜鉴定,在弹性硅胶膜上进行培养并对其施加周期性牵张力学刺激.采用自制的动态等双轴拉伸装置,对贴附于硅胶膜上的大鼠肺泡Ⅱ型上皮细胞应用正弦凸轮进行周期性等双轴拉伸.以肺泡上皮细胞贴附的硅胶膜面积变化(即基底膜面积变化)百分比(△SA%)代表肺泡上皮细胞所受的牵张强度,分别对细胞施加不同强度的牵张刺激(包括不同的牵张幅度、牵张基础强度、牵张峰强度).采用Live/Dead viability/cytotoxicity试剂盒测定细胞活性并计算死亡率.应用实时定量PCR技术(real-time PCR)、western blot技术检测不同力学刺激下Ⅱ型肺泡上皮细胞标记蛋白SPC、Ⅰ型上皮细胞标记蛋白caveolin-1(小窝蛋白-1)核酸和蛋白表达水平的变化.结果经鉴定,分离纯化的肺泡Ⅱ型上皮细胞纯度可达95%以上.研究显示当周期性牵张幅度或基础强度≥37%△SA时,细胞死亡率明显升高,而牵张峰强度(即:牵张幅度曲线的峰值)和细胞死亡率无明显关联.Real-timePCR及western blot显示当牵张幅度≥25%△SA时小窝蛋白-1表达较对照组明显增强,而SPC的表达较对照组则明显减弱,提示Ⅱ型上皮细胞向Ⅰ型转分化显著增强.而在改变峰强度和基础强度后,小窝蛋白-1和SPC无明显改变.结论肺泡Ⅱ型上皮细胞只有在发生周期性牵张幅度或基础牵张强度≥37%△SA时,死亡率才有明显增加,而牵张的峰强度对其活性影响不大.肺泡Ⅱ型上皮细胞转分化功能在周期性牵张幅度≥25%ASA时显著增强,但却并不依赖于牵张峰强度和基础强度的改变.周期性牵张幅度=25%△SA时,既避免了对细胞活性的影响,又促进了Ⅱ型向Ⅰ型上皮细胞的转分化.
- 作者：
- 叶寰
- 学位授予单位：
- 首都医科大学
- 专业名称：
- 内科学(呼吸系病)
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 王辰
- 关键词：
- 周期性动态牵张；上皮细胞；生物活性；分化机制；肺损伤
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