脂多糖诱导下慢性阻塞性肺疾病大鼠模型远端肺动脉平滑肌细胞中Toll样受体4表达情况研究

背景慢性阻塞性肺疾病(COPD)是以不完全可逆的气流受限为特征的慢性支气管炎和肺气肿,也是导致肺动脉高压的主要原因之一,但其发生发展机制尚未完全清楚。目的探讨脂多糖(LPS)诱导下COPD大鼠模型远端肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)中Toll样受体(TLR)4表达情况,以期为探讨TLR4信号通路在COPD炎性反应及免疫应答中的作用提供理论基础。方法 2015年12月—2016年3月,选取SPF级Wistar大鼠24只,雌雄对半,6～8周龄。适应性饲养大鼠1周后,将其随机分为模型组和正常组,各12只。模型组大鼠于实验第1、14天经气道注入1μg/ml的LPS 200μl,置于自制有机玻璃舱,烟熏1 h/d,共8周;正常组大鼠于实验第1、14天经气道注入等量0.9%氯化钠溶液,与模型组大鼠在同等条件下饲养8周。8周后,两组分别随机选取2只大鼠,开胸取肺组织,分别进行HE染色观察肺组织病理学改变和免疫组织化学染色观察肺动脉平滑肌层TLR4表达情况。从模型组剩余大鼠中随机选取6只,分离、培养远端PASMCs,选用第3～6代(对数生长期)细胞,光镜下(×100)观察PASMCs形态,采用免疫荧光法(荧光显微镜下,×200)观察其α-肌动蛋白表达情况,并随机分为对照组(不进行干预)、LPS 12 h组(加入1μg/ml的LPS 10μl作用12 h)、LPS 24 h组(加入1μg/ml的LPS 10μl作用24 h)、LPS 48 h组(加入1μg/ml的LPS 10μl作用48 h)、LPS 72 h组(加入1μg/ml的LPS 10μl作用72 h),采用Western blotting法检测各组PASMCs中TLR4表达水平。结果肺组织病理学改变:模型组肺泡壁断裂,肺泡融合,肺大泡形成,肺动脉平滑肌层明显增厚,大量炎性细胞浸润,病理表现符合典型的COPD病理改变。肺动脉平滑肌层TLR4表达情况:模型组倒置相差显微镜下可见TLR4表达阳性,且肺动脉平滑肌层染成黄色较正常组颜色明显加深。PASMCs形态及其α-肌动蛋白表达情况:光镜下PASMCs呈梭形、不规则生长,随着培养时间的延长,层数增多,堆积形成"峰-谷"状;荧光显微镜下可见PASMCs胞质α-肌动蛋白表达阳性,胞质中有向细胞两极呈放射状分布的条丝状物,与细胞长轴平行,形态清晰。LPS 12 h组、LPS 24 h组、LPS 48 h组、LPS 72 h组PASMCs中TLR4表达水平均高于对照组(P<0.05);LPS 24 h组、LPS 48 h组、LPS 72 h组PASMCs中TLR4表达水平均高于LPS 12 h组(P<0.05);LPS 48 h组、LPS 72 h组PASMCs中TLR4表达水平均高于LPS 24 h组(P<0.05)。结论 LPS诱导下COPD大鼠模型远端PASMCs中TLR4表达水平升高,猜测LPS可能通过TLR4信号通路诱导PASMCs的合成分泌功能,从而加重炎性反应及肺血管重塑。