Pin1介导血管内皮细胞氧化应激反应参与重症中暑急性肺损伤的机制研究

目的观察热打击后小鼠肺微血管内皮细胞(pulmonary microvascular endothelial cells,PMVECs)和肺组织中肽基-脯氨酰顺/反异构酶1(Pin1)通过调控氧化应激和凋亡形成,参与重症中暑急性肺损伤(acute lung injury,ALI)形成的分子机制。方法体外实验,建立PMVECs热打击模型,对照组将PMVECs置于标准37℃、5%CO2细胞培养箱,热打击组将细胞置于43℃细胞培养箱中进行热打击2 h,热打击后继续在细胞培养箱进行复温(1、3、6、12 h),并使用Pin1抑制剂Juglone(1µmol/L)预处理细胞1 h。体内实验,通过热打击构建重症中暑小鼠模型,热打击组动物置于仿真气候舱内,舱内温度(35.5±0.5)℃,湿度(60±5)%,肛温表监测小鼠直肠温度,小鼠体温达到42℃即停止热打击,热打击后1、3、6以及12 h处死动物,对照组小鼠始终置于室温(25±0.5)℃下,并使用Pin1抑制剂Juglone(1 mg/kg)于热打击前连续3 d腹腔注射对小鼠进行预处理。Western blot观察Pin1、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3的表达情况;DHE染色,荧光显微镜下观察细胞中O_(2)^(-)˙水平;ELISA检测肺组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平;HE染色检测各组小鼠的病理改变情况;免疫组化染色检测各组小鼠肺组织中Pin1表达情况;TUNEL染色检测各组小鼠肺组织凋亡情况。结果热打击后复温1 h即可诱导PMVECs和肺组织中Pin1的表达,并呈现复温时间依赖性增加(F=771.6,P<0.05;F=1035,P<0.05);热打击后复温3 h开始PMVECs和肺组织中cleaved caspase-9的表达,并呈现复温时间依赖性增加(F=729.8,P<0.05;F=1773,P<0.05);PMVECs和肺组织中cleaved caspase-3在热打击后复温3 h开始表达,随着复温时间的延长其表达不断增多,趋势与cleaved caspase-9一致(F=1084,P<0.05;F=1252,P<0.05);同时,热打击后导致PMVECs中O_(2)^(-)˙释放。热打击后小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统失衡,表现为热打击后小鼠肺组织中MDA的持续释放(F=114.2,P<0.05),而SOD水平持续抑制(F=99.15,P<0.05)。使用Pin1抑制剂Juglone对PMVECs和小鼠进行预处理,发现与热打击组相比,热打击+Juglone组PMVECs和肺组织中Pin1、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3均被抑制(均P<0.05);使用Pin1抑制剂后明显减轻热打击后PMVECs中O_(2)^(-)˙的释放,促进重症中暑小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统平衡恢复,与热打击组相比,热打击+Juglone组肺组织中MDA被抑制[(11.53±0.84)nmol/mL vs(9.65±0.69)nmol/mL,t=12.52,P<0.05],而SOD明显恢复[(41.18±3.45)U/mL vs(57.52±4.83)U/mL,t=5.57,P<0.05]。同时,抑制Pin1表达后可以明显减轻热打击后肺组织的病理损伤,以及抑制凋亡的发生。结论初步确认Pin1主要通过介导肺组织和PMVECs的氧化应激反应和凋亡发生,进而参与热打击后肺损伤的形成.