缺氧诱导因子-1α在鼠肺缺血再灌注损伤中的表达与意义

程阳,赵丽妮,商丽宏

1.沈阳医学院病理生理学教研室，辽宁沈阳 110034；2.沈阳医学院药理学教研室，辽宁沈阳 110034；3.沈阳医学院形态与机能中心实验室，辽宁沈阳 110034

缺氧诱导因子-1α在鼠肺缺血再灌注损伤中的表达与意义

程阳1,赵丽妮2,商丽宏3

1.沈阳医学院病理生理学教研室，辽宁沈阳 110034；2.沈阳医学院药理学教研室，辽宁沈阳 110034；3.沈阳医学院形态与机能中心实验室，辽宁沈阳 110034

目的探讨缺氧诱导因子-1α（HIF-α）在鼠肺缺血再灌注损伤中的表达及其意义。方法采用沈阳医学院实验动物中心24只健康雄性大鼠,将大鼠分为A、B、C3组，A组在建立缺血再灌注损伤模型前24 h，给予腹腔内注射生理盐水；B组注射DMOG；C组仅左侧开胸，不行缺血再灌注处理，建立缺血再灌注损伤模型。结果A组可见明显肺组织损伤；A、B组各时间HIF-1α蛋白表达增强，平均灰度值降低；A、B组1 h与6 h的IL-8与丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降；A组与B组再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论可通过调节HIF-1α活性达到保护缺血再灌注性肺脏，为治疗肺缺血再灌注损伤提供新的思路。

缺氧诱导因子-1α；肺缺血再灌注损伤；超氧化歧化酶

心肌梗死的主要治疗方法是溶栓治疗、冠脉搭桥术等方面，这些方法使心脏均经历了一个相同的过程—心肌缺血再灌注损伤。这是一种机制复杂，涉及再灌注导致细胞内Ca2+超载、氧自由基大量产生等作用，中性粒细胞在其中扮演着重要的角色[1]。HIF-1是缺氧诱导产生的，可激活缺氧反应基因转录的脱氧核糖核酸（DNA）结合蛋白。常氧状态下，HIF-1α可通过蛋白酶途径降解[2]。其中，二甲基乙二酰基甘氨酸（DMOG）是脯氨酸羟化酶抑制剂，可有效增强HIF-1α，该组研究采用2014年10—11月沈阳医学院实验动物中心24只健康雄性大鼠，采用DMOG的方式，增强大鼠HIF-1α活性，探讨其中大鼠肺缺血再灌注损伤中的表达与意义，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

实验时间为2014年10—11月，采用沈阳医学院实验动物中心24只健康雄性大鼠，所有大鼠体重（386±37）g。根据随机的原则，将大鼠分为A、B、C3组，每组8只，给予全部大鼠相同的饲养方法。

1.2 方法

对3组大鼠进行建立缺血再灌注损伤模型。于腹腔注射戊巴比妥钠，气管切开插管，连续动物机械通气，给予经左侧进入胸腔，游离左侧肺门，给予颈动脉肝素，在充气状态下行无损伤动脉钳夹闭左侧肺门，阻断45 min后再予松开，形成再灌注。3组大鼠在建立缺血灌注损伤模型前24 h均给予不同处理：A组给予腹腔内注射生理盐水；B组注射DMOG；C组仅左侧开胸，不行缺血再灌注处理。

表2 IL-8、丙二醛与超氧化物歧化酶活力1h与6h后变化情况（x±s）

测定3组大鼠的丙二醛、白细胞介素-8（IL-8）及超氧化物歧化酶的活力。观察大鼠组织病理学情况。取鼠左肺上半部，给予制成匀浆，离心，收集上清液，硫代巴比妥酸比色法检测丙二醛，黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶活力，酶联免疫吸附法测定IL-8。

1.3 统计方法

采用SPSS 11.0统计学分析软件进行数据处理，计量资料用（x±s）表示，用t检验。P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

与C组比较，A组可见肺泡壁明显增厚，毛细血管内皮肿胀，间隙扩大，肺泡腔内充满嗜伊红水肿液，肺泡腔内可见大量中性粒细胞浸润，出现少量透明膜，其中6 h最为明显。B组上述症状较A组轻。见图1、2、3。

图1 A组（肺泡明显增厚，间隙扩大）

图2 B组（相对A组，肺泡增厚较少，但与C组相比，仍有明显增厚）

图3 C组（相对于其他两种，肺泡无明显增厚）

观察各组不同时间点HIF-1α表达灰度变化情况发现，A组与 B组，相较于C组，其各时间 HIF-1α蛋白表达增强，平均灰度值降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；A组与B组比较，B组各时间点HIF-1α表达增强，平均灰度值降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。A与B组再灌注后3 h、6 h较1 h时间HIF-1α蛋白表达增强，平均灰度值降低，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

与3组患者IL-8、丙二醛、超氧化物歧化酶活力进行监测发现，与C组比较，A、B组1h与6 h的IL-8与丙二醛含量均升高，超氧化物歧化酶活力下降，差异有统计学意义（P＜0.05）；与A组比较，B组IL-8与丙二醛含量均下降，超氧化物歧化酶升高，差异有统计学意义 （P＜0.05）；A组与B组再灌注后6 h，IL-8含量升高，丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶活力下降，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表1 各组不同时间点HIF-1α表达灰度变化情况（x±s）

3 讨论

缺血组织再灌注损伤时，机体会产生炎症反应，导致发生心肌缺血组织及细胞损伤[3]。HIF-1作为一种随细胞内氧浓度变化而调节基因表达的转录激活因子，其广泛存在于各种组织细胞中，可促进机体适应低氧过程，对提高机体生存质量具有积极的意义。临床研究指出，任何细胞内氧浓度的降低，均可能使HIF-1α大量表达。该组实验中，在对大鼠进行缺血再灌注模型，A组与B组各时间点大鼠HIF-1α表达均强C组有明显增强，并在6 h后达到最高值，而B组经DMOG预处理后，各时间点的HIF-1α蛋白表达较A组明显增强，表明DMOG通过阻止HIF-1α降解的方式，从而加强HIF-1α在细胞内的聚集，实现对肺缺血再灌注损伤进行保护作用的。

段时科等[4]在其研究指出，氧自由基的过度释放是导致缺血再灌注损伤的重要因素之一，其中丙二醛是脂质过氧化物损伤的标志产生，其为氧自由基攻击生物膜的产生，可反应细胞受损的程度，超氧化物岐化酶可达到催化氧自由基的岐化作用，形成过氧化氢，继而降解为氧气与水[5]。超氧化物岐化酶活力的下降，与丙二醛水平上升是间接反映细胞受损程度的标志物。该组研究中，A、B组6 h的超氧化物歧化酶活力均有明显下降，且A组为（263.1±20.5）μU/L，下降最为明显，与B组及C组比较，差异有统计学意义（P＜0.05），与临床研究基本一致[6]。在对再缺血灌注损伤患者的病理观察中，可以发现肺弥漫性充血肿胀、间质水肿、出血等情况，可见肺泡腔内液体渗出物增多，肺泡间隔增厚，且透明膜形成。除此之外，还可见间隙或血管壁中中性粒细胞的浸润或聚集。IL-8作为一种重要的炎性因子，可诱导中性粒细胞在细胞中的粘附、迁移及浸润作用，其含量与肺细胞损伤呈正相关关系[7]。该组研究中，观察发现，缺血再灌注在引起IL-8及丙二醛水平的升高的同时，超氧化物歧化酶的活性发生下降，但是，经DMOG预处理后的B组大鼠，HIF-1α活性得到有效增强，而IL-8及丙二醛水平降低，使超氧化物岐化酶的活性提高，因而，B组大鼠模型肺内炎性损伤也较未作处理的A组有明显减轻。分析认为，这可能与HIF-1靶基因血红素加氧酶-1产物一氧化碳抑制IL-8及肿瘤坏死因子-2α等促炎性细胞因子，上调抗炎性炎症因子的表达等因素有关[8]。

通过该组研究指出，HIF-1α体内活性越强，其在减轻氧自由基对细胞损伤程度越强，并在增强机体清除氧自由基能力方面具有更有益的作用，并通过降低IL-8水平，减少中性粒细胞在肺内聚集，减轻炎症反应等，达到保护缺血再灌注肺脏的作用。因此，可通过调节HIF-1α活性达到保护缺血再灌注性肺脏，这治疗肺缺血再灌注损伤提供新的思路。

[1]张皓，齐海.肺缺血再灌注损伤动物模型的研究进展[J].中国医学创新，2014,11(6):132-134.

[2]张鹏，吕杨.EphrinA1、缺氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子基因及其蛋白产物在大鼠肺缺血再灌注损伤模型中的表达[J].中华实验外科杂志，2010(3):369-372.

[3]游露，陈松，王勇，等.体外循环犬单肺缺血再灌注损伤模型的建立[J].遵义医学院学报，2013,36(5):437-440.

[4]段明科，王继武，兰峻斌，等.缺血后处理减轻肺缺血再灌注损伤的效果及机制探讨[J].山东医药，2013,53(14):15-17.

[5]时应路，葛圣林，张成鑫.尼可地尔后处理对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用[J].安徽医科大学学报，2013,48(7):775-779.

[6]李鹏程，白育庭.肺缺血再灌注损伤分子机制的研究进展[J].临床外科杂志，2014(3):215-217.

[7]温文，郭光伟，黄志刚，等.芬太尼联合丙泊酚对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用[J].中国现代医生，2014,52(15):10-13.

[8]王发龙，陈文，王振兴，等.高迁移率族蛋白B1在大鼠移植肺缺血再灌注损伤中的作用[J].实用医学杂志，2013,29(5):708-711.

Expression and Significance of Hypoxia-inducible Factor-1αin Rat Lung IscheMia-reperfusion Injury

CHENG Yang1，ZHAO Li-ni2，SHANG Li-hong3
1.Pathophysiology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;2. Pharmacology Teaching and Research Section,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China;3.ForMand Function Center Laboratory,Shenyang Medical College,Shenyang,Liaoning Province,110034 China

ObjectiveTo discuss the expression and significance of hypoxia-inducible factor-1α(HIF-α)in rat lung ischemiareperfusion injury.Methods24 healthymale rats froMShenyang Medical College Experimental Animal Center were divided into three groups,group A,group B and group C.24h before the establishment of ischemia-reperfusion injurymodel,group A were given intraperitoneal injection of normal saline,group B were given the injection of DMOG,group C were only given left thoracotomy without ischemia-reperfusion treatment.ResultsGroup A showed significant lung injury;the expression of HIF-1αprotein increased and the average gray value decreased in group A and group B at each time point;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B at 1h and 6h after the reperfusion;the IL-8 and MDA content increased and SOD activity decreased in group A and group B 6h after the reperfusion(P＜0.05).ConclusionRegulation of the activity of HIF-1α can protect the ischemia-reperfusion lung,which provides a new idea for the treatmentof lung ischemia-reperfusion injury.

Hypoxia-inducible factor-1α;Lung ischeMia-reperfusion injury；Super oxide dismutase

R692

A

1674-0742（2015）07（a）－0008-03

2015-04-08）

程阳（1977-），女，回族，辽宁沈阳人，硕士，讲师，研究方向：肺缺血再灌注损伤及相关疾病的机制的研究。