慢性低O2高CO2诱导肺动脉高压模型小鼠IL--6和IL--10的表达及其可能机制研究

摘要

目的：通过观察慢性低氧(O2)高二氧化碳(CO2)诱导肺动脉高压小鼠肺组织中炎症因子的表达水平变化，探讨炎症因子在慢性低氧高二氧化碳诱导肺动脉高压形成过程中的作用及其可能机制。 方法：16只SPF级雄性C57BL/6小鼠按随机数字表法随机分为正常对照组和慢性低氧高CO2组，每组8只。慢性低氧高CO2组置于常压低O2高CO2舱内，O2浓度维持9％-10％，CO2浓度维持5％-6％，每天持续8h，每周6d，共4周。4周后，分离右心室(Right ventricular，RV)和左心室加室间隔(Left ventricular+septum)，计算右心肥大指数[Right ventricular hypertension Index，RVHI，RV/LV+S)]。肺组织行苏木精-伊红(HE)染色，光学显微镜观测肺血管结构变化，Image-proplus(IPP)6.0图像分析系统测量管壁厚度占血管外径的百分比(WT％)和管壁面积占血管总面积的百分比(WA％)。免疫组织化学方法检测肺动脉中白介素6(interleukin-6，IL-6)、白介素10(interleukin-10，IL-10)和STAT-3蛋白的表达，酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunoadsordentassay，ELISA)测定肺组织匀浆中IL-6、IL-10蛋白浓度；逆转录聚合酶链反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)检测肺组织中IL-6 mRNA、IL-10mRNA和p38MAPK mRNA表达。 结果： 1.慢性低氧高CO2组与对照组相比，右心肥大指数(RV/LV+S)明显提高，差异显著，p<0.01； 2.HE染色示，对照组小鼠肺小动脉管壁较薄，层次结构清晰，慢性低O2高CO2组与对照组相比，肺血管管壁不规则增厚，管腔变小，肺小动脉管壁厚度占血管外径的百分比WT％明显提高，差异显著，p<0.01；管壁面积占血管总面积的百分比WA％明显提高，差异显著p<0.01。 3.免疫组化显示：IL-6：肺组织中棕黄色颗粒为IL-6阳性表达，主要分布于肺小动脉、肺动脉内皮细胞，与对照组相比，慢性低O2高CO2模型组肺组织中lL-6阳性表达明显增强。IL-10：棕黄色颗粒为IL-10阳性表达，主要分布于肺小动脉、肺支气管，与对照组相比，慢性低O2高CO2模型组肺组织中IL-10阳性表达明显减少，颜色淡。STAT-3：肺血管中棕黄色颗粒为STAT-3阳性表达，与对照组相比，慢性低O2高CO2模型组肺组织中STAT-3阳性表达明显增强，IPP6.0软件分析阳性表达IOD值结果示慢性低O2高CO2模型组STAT-3蛋白表达比对照组显著增多，p<0.05。 4.ELISA显示：与对照组相比，慢性低O2高CO2模型组肺组织中促炎因子lL-6的蛋白表达水平显著提高p<0.01，抑炎因子IL-10蛋白表达水平明显下降p<0.01。 5.RT-PCR显示：与对照组相比，慢性低O2高CO2组：(1)IL-6 mRNA目的条带亮度增强，smart-view软件分析结果示IL-6 mRNA表达水平明显提高，差异显著，p<0.05；(2)IL-10 mRNA目的条带亮度减弱，smart-view软件分析结果示，IL-10 mRNA表达水平明显下调，差异显著，p<0.05；(3)p38MAPK mRNA目的条带亮度增强，smart-view软件分析结果示p38MAPK mRNA表达水平增高(p<0.05)。 结论： 1.慢性低氧高二氧化碳环境下小鼠肺动脉WT％、WA％增高，右心肥大指数(RV/LV+S)升高，提示存在肺血管结构的重建及右心室肥厚现象，说明慢性低氧高二氧化碳诱导肺动脉高压模型成功建立。 2.慢性低氧高二氧化碳诱导肺动脉高压模型中，小鼠肺组织促炎因子白介素6蛋白水平表达升高及基因水平表达上调，抑炎因子白介素10蛋白水平表达降低及基因水平表达下调，说明慢性低氧高二氧化碳环境下，促炎因子IL-6和抑炎因子IL-10可能与小鼠的肺动脉高压发生、发展密切相关。 3.慢性低氧高二氧化碳诱导肺动脉高压模型中，STAT-3蛋白水平表达上调和p38MAPK mRNA基因水平表达上调，提示促炎因子IL-6和抑炎因子IL-10可能通过STAT-3和p38MAPK通路起作用。