膽紅素對內毒素致急性肺損傷大鼠水通道蛋白1、5表達的影響
論著
作者：袁芳潤等
[摘要] 目的 探討膽紅素對脂多糖所致急性肺損傷大鼠的水通道蛋白1、5是否存在調節作用，探討其保護作用機製。 方法 雄性Wistar大鼠18隻，隨機分為生理鹽水對照組（C組）、脂多糖模型組（L組）和膽紅素預處理組（B組），每組各6隻。每組於造模後4 h處死大鼠。測定每組肺濕/幹重比值，ELISA法測血清中IL-8含量，肺組織中cAMP含量，免疫組化法測定每組水通道蛋白1、5的表達變化，觀察各組肺組織病理改變。 結果 與模型組（L組）比較，膽紅素幹預組（B組）的W/D值下降，IL-8含量明顯降低，cAMP含量表達上升（P 0.05）。正常肺組織中氣道上皮細胞和I型肺泡上皮細胞也可見AQP-5陽性染色（棕黃色），LPS組4 h後在正常肺組織中氣道上皮細胞和I型肺泡上皮細胞明顯減少（P 0.05）。
3討論
急性肺損傷（ALI）是指由心源性以外的各種肺內外致病因素所導致的急性缺氧性呼吸衰竭。在一些病理條件下如：呼吸窘迫綜合症、充血性心力衰竭，病毒感染等因素刺激時，使肺的水液平衡遭到破壞，肺的液體運輸受到影響，從而導致肺水腫[5]。急性肺損傷（ALI）是以肺水腫為主要特征的一種臨床綜合征，急性肺損傷的病理變化之一就是肺水腫。但目前對肺水腫的發病機製仍不完全清楚，以往人們認為，肺水腫主要是肺泡上皮/微血管內皮屏障功能失調及肺泡液體間隙受損所致，而對存在水通道蛋白（AQPs）調節肺水的轉運、維持肺液平衡的作用卻認識不足。
水通道蛋白（AQPs）是一組與水的通透性有關的細胞膜上的轉運蛋白， AQPs不僅在肺組織中快速控製水的轉運，而且在機體其他組織中也發揮水的新陳代謝的基礎作用。在分子水平上揭示了水跨膜轉運調節的基本機製[6]。肺水腫是以肺泡和肺間質內過多液體積聚為特點。發生時必然伴有液水平衡破壞，水通道蛋白功能的改變，因此充分認識到水通道蛋白對肺髒的作用為臨床治療肺水腫提供重要的依據。
AQPs是一類可調節水進出細胞膜的水通道同源蛋白家族的總稱。在哺乳動物體內目前已被發現的有13種（AQP-0～AQP-12），AQPs在許多組織均有表達，如腎、眼、肺等，分布於肺組織中的AQPs有6種（AQP-1、AQP-3、 AQP-4、AQP-5、AQP-8、AQP-9）[7]。其中AQP-1定位於微血管內皮、支氣管周圍的血管、氣道黏膜上皮和胸膜，肺泡Ⅱ型上皮細胞亦有少量的分布。AQP-5主要發現在肺泡Ⅰ型細胞的頂膜麵及氣道分泌腺細胞上[8]。AQP-1、5隻負責轉運水，不允許其他溶質和分子通過。AQP-1和AQP-5的作用環節並不完全一致，AQP-1主要負責清除支氣管和脈管周圍的組織的水分，而AQP-5則是清除肺泡腔內的水分[9]。在小鼠肺部遭受病毒感染誘導急性肺損傷引起肺水腫的實驗模型中，觀察到小鼠肺內AQP-1和AQP-5的mRNA和蛋白表達量均有下降，但在肺部炎症開始減輕後有所恢複[10]。有實驗證明，在肺泡內灌注脂多糖4～12 h後可出現明顯的肺水腫病理變化，AQP-1和AQP-5蛋白表達明顯減少，傷後12 h肺水腫表現開始減輕，同時發現微血管內皮細胞AQP-1的表達量也有部分上升[11]，但AQP-5的含量未見恢複，說明AQP-5蛋白減少的持續時間超過AQP-1，可見AQP-5和AQP-1在結構和功能上存在一定差異。因此可通過提高AQP-1和AQP-5的表達或活性，增加肺水腫患者的肺水清除率，可能是治療肺水腫的一種有效途徑，也為臨床急性肺損傷的治療提供了新的思路[12]。
cAMP-PKA途徑是細胞信號轉導的主要途徑，激動信號與G蛋白偶聯受體結合後導致受體構象改變，由G蛋白偶聯受體（Gi或Gs）將信號首先傳至腺苷酸環化酶（AC），AC可利用ATP生成cAMP，由其控製cAMP的含量，cAMP決定蛋白激酶A（PKA）的活性，蛋白激酶A負責很多蛋白的磷酸化，被磷酸化的靶蛋白往往是調節酶或重要功能蛋白，因而可以介導細胞外信號，調節細胞反應。在水通道的調節中，磷酸化是一個非常重要的過程，AQP-1，AQP-5均含有PKA和PKC的同源序列，且受磷酸化作用直接調節，AQP的磷酸化為cAMP依賴性，在某些刺激因素作用下，腺苷環化酶（AC）被激活，使細胞內cAMP增加，進一步活化PKA或PKC，使其催化AQP上的絲氨酸磷酸化，從而增加細胞膜對水的通透性[13]。cAMP是細胞內的重要信使之一，在跨膜細胞信號轉導中起細胞內信息傳遞作用。在急性肺損傷引起的肺水腫中，可提高cAMP的水平，使其通過信號傳導途徑上調肺泡上皮細胞的鈉水通道及鈉泵功能，提高肺水清除率，增加血管外肺水的吸收[14]。