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右美托咪定预处理对小鼠肺缺血-再灌注损伤时微小RNA-210表达的影响要点

来源:伴沃教育
・1008・生堡塞坠窆E型盘查!Q!!生!旦箜!!鲞箜兰翅垦ii!』堡翌!!望:垒P堕!!Q!!:!!!:!!,塑!:垒・实验研究・右美托咪定预处理对小鼠肺缺血一再灌注损伤时微小RNA.210表达的影响徐刚卢锡华作者单位:450008郑州大学附属肿瘤医院麻醉科通信作者:卢锡华,Email:lxh—hnszlyy@126.comDOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2016.04.043【摘要】目的观察右美托咪定(Dex)预处理对小鼠肺缺血/再灌注损伤(PIRI)时微小RNA(miRNA,miR)-210表达的影响。方法采用C57BL/6J小鼠在体单侧原位PIRI模型。按照随机数字表法将小鼠45只随机分为3组,每组15只:假手术组(Sham组)、缺血-再灌注组(I/R组)和Dex预处理组(Dex组)。Dex组于缺血前30min经腹腔注射Dex25斗g/kg,Sham组和I/R组分别经腹腔注射等量生理盐水。各组实验结束后处死小鼠,留取左肺,分别检测肺组织湿/干重比(W/D)和总肺水含量(TLw),光镜观察肺组织形态学并测定肺泡损伤率(IAR),电镜观察肺组织超微结构改变,实时荧光定量聚合酶链反应(FQ.PCR)法检测肺组织miR-210表达,原位缺El末端标记法(TUNEL)检测肺组织细胞凋亡指数(AI)。结果与Sham组[4.34±0.25、3.33±0.24、(5.73±1.96)%、(4.86土0.97)%]比较,I/R小鼠组肺组织W/D(5.95±0.43)、rI'LW(4.68±0.42)、IAR[(40.47±5.93)%]和AI[(35.364-5.93)%]均升高(P<0.05),肺组织miR一210表达(4.73±0.78比1.07±0.38)上调(P<0.05),肺组织形态学结构及超微结构均发生损伤。与I/R组比较,Dex组肺组织W/D(5.36±0.14)、TLw(4.25±0.18)、IAR[(14.724-3.57)%]和AI[(16.494-2.51)%]均降低(P<0.05),肺组织miR.210表达(1.53±0.45比4.73±0.78)下调(P<0.05),肺组织形态学结构及超微结构损伤均减轻。结论Dex预处理可能通过下调肺组织miR一210的表达,减少肺组织细胞凋亡,从而减轻小鼠I/R所致的急性肺损伤。【关键词】右美托咪定;微小RNA一210;肺缺血;再灌注损伤EffectofdexmedetomidinepreconditioningonexpressionofmicroRNA--210duringpulmonaryis-XuGang,hXihuachemia—reperfusioninjuryinmiceDepartmentChinaofAnesthesiology,theAffiliatedTumorHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450008,Xihua,Emaif:Ixh』mzlyy@126.corn【Abstract】0bjectiveToinvestigatetheeffectofdexmedetomidine(Dex)preconditioningontheexpressionofmieroRNA一210(miR一210)duringpulmonaryisehemia—reperfusioninjury(PIRI)inmice.MethodsMousemodelofPIRIinsituwasestablishedwithunilaterallunginvivo.Forty—fiveexperimentalmicewererandomlyallocatedintothreegroups:shamoperationgroup(shamgroup),ischemia—reperfusiongroup(I/R)andDexpreconditioninggroup(Dexgroup),15micepergroup.Dexwasinjectedintraper-Correspondingattth07:Luitoneallwith25“g/kgat30minbeforeischemiainDexgroup.Theequalvolumeofnormalsalinewasin—jectedintraperitoneallingroupandI/Rgroup,respectively.Micewereeuthanizedafterexperimentalshamtimeout.andleftlungtissuewasextracted.Wetlungweightanddrylungweight(W/D)andtotallungwatercontent(TLW)weretested.Morphologyoflungtissuewasobservedandinjuredalveolal"rate(IAR)wastestedbylightmicroscope.andultrastructureoflungtissuewasobservedbyelectronmicroscope.TheexpressionofmiR一210wasdetectedbyreal—timefluorescentquantitativepolymerasechainreactionterminal—deoxynucleoitidyltransferasemediatednickendlabeling(TUNEL)mcLhod.ResultsComparedtoshamgroup[4.34±0.25,3.33±0.24,(5.73±1.96)%,(4.86土0.97)%],w/D(5.95-t-0.43),TLw(4.68±0.42),IAR[(40.47士5.93)%]andAI[(35.36±5.93)%]oftllelungtissuewereallsignificantlyincreased(P<0.05),tIleexp.ressionofmiR一210(4.73±0.78vs.1.07±0.38)wassignificantlyup—regulated(P<0.05),in-(FQ—PCR).Apoptosisoflungtissuewasby;urydeterminedofmorphologyanduhrastructureofthelungtissuewasalleviatedinL/Rgroup.ComparedtoI/Rgroup,W/D(5.36±0.14),TLw(4.25±0.18),IAR[(14.72±3.57)%]andAI[(16.49±2.51)%]ofthelungtissueswereallsignificantlyreduced(P<0.05),theexpressionofmiR一210(1.53±0.45vs.4.73±0.78)wassignificantlydown—regulated(P<0.05),theinjuryofmorphologyanduhrastructureoflungtissuewasalleviatedinDexgroup.ConclusionDexpreconditioningmaybealle-万方数据虫堡塞坠处型苤盍!鱼!!生兰月筮塑鲞筮垒翅垦堕!』垦兰卫;坠强:垒e巫!垫!!,!!!:!!,型!:堡viatelunginjuryinducebyI/Rinmicebydown—-regulatingtheexpressionofmiR・—210oflungtissueanddecreasingpneumonocyteapoptosis.【Keywords】Dexmedetomidine;MicroRNA一210;Lungischemia;Reperfusioninjury近来研究结果表明,肺缺血一再灌注损伤(PI砌)的发生与肺组织细胞凋亡密切相关¨o,且干预细胞凋亡对其有一定的防治作用拉J。但其具体作用机制、通过哪条通路引起肺组织损伤至今尚未完全阐明。微小RNA(miRNA,miR)-210是一种具有缺氧诱导活性的miRNA,在缺氧、缺血等条件下其表达可上调旧o,参与机体的细胞凋亡【4J。右美托咪定(Dex)是一种临床麻醉中常用的麻醉辅助用药,具有镇静和镇痛等作用。目前已有学者观察了Dex应用于实验性心、脑及肝等缺血.再灌注(I/R)所致损伤的效果,初步发现Dex对I/R所致损伤发生的脏器具有良好保护作用,其治疗机制与抗氧化应激、抑制炎症性细胞因子释放等有关”引。我们建立小鼠原位PIRI模型,以Dex对模型进行干预,观察肺组织中miR-210表达的变化来探讨Dex的可能作用机制。材料与方法1.材料:无特定病原体(SPF)级C57BL/6成年小鼠45只,雄性,6~8周,体重(20±2)g。由本院实验动物中心提供,研究方案经本院医学研究伦理委员会审核并实施。RWD407小动物呼吸机(深圳市瑞沃德生命科技有限公司);实时荧光定量聚合酶链反应(FQ.PCR)仪(日本Bioer公司);电热恒温鼓风干燥箱(上海圣科仪器设备有限公司);AL204电子称(美国梅特勒一托利多公司);BX53光学显微镜(日本奥林巴斯公司);H-7500型透射电镜(日本Hitachi公司);盐酸右美托咪定注射液(生产批号:15051332,江苏恒瑞医药股份有限公司);原位细胞凋亡检测试剂盒(德国Roche公司);miRNeasymini试剂盒(德国Qiagen公司);PrimeScript删反转录试剂盒、SYBRPremixExTaq(TliRNaseHPlus,大连宝生物工程有限公司);二氨基联苯胺(DAB)显色试剂盒(北京中杉金桥生物科技有限公司);脱氧核糖核酸酶I(美国Sigma公司);其余均为市售分析纯。2.动物模型制备:按照随机数字表法将45只小鼠分为3组,每组15只:假手术组(Sham组)、I/R组和Dex预处理组(Dex组)。按照文献[7]报道的方法制备小鼠原位PIRI模型。小鼠经腹腔注射氯胺酮0.1ms/g+塞拉嗪0.01mg/g进行麻醉,以后每小时追加首剂1/3。消毒颈部皮肤,逐层分离皮肤、筋膜和肌肉,暴露气管,切开气管并插管,连接小动物呼吸机,行机械通气,呼吸机参数设置:潮气量0.6ml,呼吸频万方数据率120影分,吸呼比=3:2。电热毯保温,监测体温。消毒左胸部皮肤,分离筋膜和肌肉,断开第二、三肋骨,打开胸腔,充分暴露左肺,找到左肺门并以微型动脉夹夹闭30min,即为缺血期;之后松开动脉夹,形成再灌注期。再灌注3h后结束实验,注射过量麻醉药使小鼠安乐死,留取左肺组织。Sham组只开胸不夹闭肺门,余下步骤同I/R组,观察3.5h后处死并取左肺。Dex组于缺血前30rain经腹腔注射Dex25斗g/kg,Sham组和I/R组分别经腹腔注射等量生理盐水。3.小鼠肺组织湿/干重比(W/D)和总肺含水量(TLW):各组处死小鼠并取左肺上叶组织,用生理盐水充分漂洗,滤纸吸干多余水分,称重为湿重(w);70℃下24h烘干后称重为干重(D),两者之比为W/D;TLW=(W—D)/D。4.光镜检测小鼠肺组织形态学变化及测定肺泡损伤率(IAR):各组处死小鼠取左肺下叶0.5cm×0.5cm×0.5em大小肺组织,经4%甲醛固定,常规石蜡包埋切片,苏木素一伊红(HE)染色,显微镜下观察各组标本组织学改变。按文献报道的方法测定IAR¨1。5.小鼠肺组织电镜检测:各组处死小鼠后取左肺近肺门处1mm×1mm×1mm大小的肺组织,经2.5%戊二醛前固定,再依次经1%锇酸后固定,1%醋酸铀块染,乙醇梯度脱水,丙酮浸透,Epon812包埋聚合,半薄切片和超薄切片,经醋酸铀和硝酸铅双重染色后,于电镜下观察各标本组织学结果。6.FQ.PCR法检测小鼠肺组织miR.210的表达变化:采用miRNeasymini试剂盒提取I/R组和Dex组的肺组织miRNA。按照说明书将miR一210反转录后行FQ—PCR。miR-210检测系统为StepOne。MSoftwarev2.0,内参为u6。反应条件:94℃30s;94oC5S;60℃30s;循环数为40次。Sham组肺组织作为对照,AACt=[c‘实验组一c‘实验组U6]一[c‘对照组一c‘对照组u6]。以2。△们‘值表示miR-210的相对表达量。7.小鼠肺组织细胞凋亡原位检测:采用原位缺口末端标记法(TUNEL),按照试剂盒说明操作。细胞核中有棕褐色颗粒者为阳性细胞。计数5个高倍镜视野(×400)下的凋亡细胞数。凋亡指数(AI,%)=检测到的凋亡细胞数÷5个高倍视野检测到的细胞总数×100%。8.统计学方法:使用SPSS15.0统计软件分析。所有数据进行正态性检验,用均数±标准差(x±s)表示。组间比较采用单因素方差分析。方差齐性者两两・1010・生堡塞墅窆E型盘查!Q!!生!旦筮!!鲞笠!塑鱼垡!』垦堑!!强:垒P巫!!!!!:!!!:!!:盟!:兰比较采用LSD.t法,方差不齐者进行Kruskal.Wallis检验,以P<o・05为差异有统计学意义。结果1.各组小鼠肺组织W/D、TLw、IAR和AI的比较:与Sham组比较,I/R组肺组织W/D、TLW、IAR和AI均升高(P<0.05)。与I/R组比较,Dex组肺组织W/D、TLw、IAR和AI均降低(P<0.05,表1)。表l各组肺组织W/D、TLw、IAR、AI和miR一210表达的变化(n=15,面±5)注:Sham:假手术组;I/R:缺血-再灌注组;Dex:右美托咪定预处理组;W/D:湿/干重比;TLw:总肺水含量;IAR:肺泡损伤率;AI:凋亡指数;miR:微小RNA;与Sham组比较,8P<0.05;与I/R组比较,6P<0.052.各组小鼠肺组织miR一210表达的比较:与Sham组比较,I/R组肺组织miR一210表达上调(P<0.05)。与I/R组比较,Dex组肺组织miR-210表达下调(P<0.05,表1)。3.各组小鼠肺组织形态学的比较:光镜下,Sham组小鼠肺组织形态学结构未见明显损伤性改变。I/R组小鼠肺组织在形态学上主要表现为:肺泡结构紊乱,肺泡壁水肿增厚或破裂,肺泡内水肿渗出或红细胞漏出或炎性细胞漏出。而Dex组小鼠肺组织损伤程度减轻。4.各组小鼠肺组织超微结构的比较:电镜下,Sham组小鼠肺组织超微结构未见明显损伤性改变。I/R组肺组织超微结构的损伤减轻较明显,内皮细胞肿胀,核染色质分布不均;肺泡Ⅱ型上皮细胞微绒毛减少,胞质中板层小体减少,线粒体肿胀。Dex组肺组织超微结构损伤逐渐减轻,内皮细胞的超微结构清晰可辨,内皮细胞肿胀较轻,核染色质较均匀;肺泡Ⅱ型上皮细胞与邻近结构的界限相当明显,其表面微绒毛较多,线粒体轻度肿胀,嵴较多,嗜锇性板层不多,肺泡隔结缔组织略增厚。5.TUNEL检测结果比较:TUNEL法染色示,I/R组肺组织中,凋亡细胞核呈褐色,未凋亡细胞核呈蓝色,且凋亡细胞以肺血管内皮细胞及肺泡上皮细胞为主。Sham组肺组织中几乎未见凋亡细胞。Dex组肺万方数据组织中凋亡细胞明显减少。讨论肺栓塞溶栓治疗、体外循环术、肺动脉血栓内膜剥除术和肺移植术等多种临床情况下均会发生不同程度的PIRI,是术后早期导致呼吸功能障碍乃至患者死亡的关键原因之一,但目前尚未找到有效的防治措施。肺缺血-再灌注的本质为肺脏的缺氧/复氧,在肺脏缺血期,供应肺脏的血流中断,从而引起肺组织缺血/缺氧。miRNAs是一类具有基因调控功能的非编码小分子RNA,不具有开放阅读框架,与靶基因mRNA碱基配对并抑制后者的转录及翻译,或剪切后者并促使其降解。miRNA对细胞内很多基因进行负调节,参与机体的炎性反应、免疫调节、肿瘤发生和细胞凋亡。miR.21是一种具有缺氧诱导活性的miRNA,在缺氧条件下可通过蛋白激酶B(Akt)一p53通路使miR.210表达上调’8J。本研究结果中,与Sham组比较,I/R组肺组织miR-210表达上调,再次证实,缺血/缺氧可诱导肺组织miR一210表达上调。同时,I/R组肺组织W/D、TLw、IAR和AI均升高,肺组织形态学和超微结构均发生损伤,这提示肺组织细胞凋亡和肺组织损伤与肺组织miR-210表达上调可能具有一定的相关性。Dex是一种高选择性的仪2肾上腺素受体激动剂,目前已发现Dex对I/R所致损伤发生的脏器具有良好保护作用,治疗机制与抗氧化应激、抑制炎症性细胞因子释放以及抗细胞凋亡等有关。9。…。本实验着眼于Dex对PIRI中miR一210表达的作用来进行研究。根据有关学者的报道结果选取Dex研究用浓度¨1|,即于缺血前30min给予Dex25斗g/kg干预。Dex预处理所选用的剂量目前仍有较多不同说法,我们亦是针对Dex的单一剂量来进行探讨。且由于临床上,Dex多以预先给药的方式实施于患者,因此,我们为了更接近于临床实践而选取Dex预处理的给药方式。本研究结果显示,给予Dex预处理后,Dex组肺组织W/D、TLW、IAR和AI均下降,光镜和电镜结果提示肺组织损伤形态亦减轻,TUNEL示肺组织凋亡细胞明显减少;而miR.210表达则降低。这提示,Dex在肺缺血一再灌注时可对抗肺组织细胞凋亡,从而减轻PIRI,其机制可能与其抑制氧化应激、炎性反应或I/R诱发的miR-210表达下调有关。但I/R所致损伤是多种因素综合作用的结果,单纯对某一环节进行干预并不能获得最佳效果,因此,Dex对抗PIRI的具体机制尚有待于进一步研究。参考文献[1]DengC,ZhaiZ,WuD,eta1.Inflammatoryresponseandpneumocyte虫堡塞坠处型盘盍!!!!生!旦笠!!鲞塑垒麴垦!也』坠P!!坚:垒四!!!!!:!!!:!!:盟!:堡apoptosisduringlungischemia。reperfusionpulmonarythromboembolism・1011・injuryinThrombanexperinmntalThmmbolysis,DOI:10.3109/0886022X.2015.1011550.model[J]J[7]2015,40(1):42-53.D01:10.1007/s11239-015.1182_x周俊辉,王良荣,郝卯林,等靶向小干扰RNAx}/J'鼠肺缺血/再灌注损伤时细胞凋亡及CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白的作用[J].中华实验外科杂志,2013,30(8):1608・1611.ZhouRNA{2]ZhangC,GuoZ.LiuH.eta1.Influenceoflevosimendantioningsiononpostcondi.JH,WangLR,HaoML,eta1.EffectsoftargetedsmallinterferingOllapoptosisofratlungcellsinamodelofischemia-reperfu—pneumoeyteapoptosisandCCAAT/enhancer—bindingproteinproteininpulmonaryischemia/repeffusionExpinjury[J].PLoSOne,2015,10(1):e0114963.homologousDOI:10.1371/ioumal.pone.叭14963.【JI.ChinJ『3]ZaccagniniG.MaimoneB.DiStefanoV.eta1.Hypoxia—inducedtoacuteinjuryinmiceSurg,2013,30(8):1608-1611.miR-210modulatestissueAntioxidRedoxresponseperipheral88.ischemia『J].8D01:10.3760/cma.j.issn.10010030.2013.08.018.MutharasanRK,NagpalV,IchikawaY,eta1.microRNA-210isup—regulatedinhypoxiceardiomyocytesthroughAkt—andexertsSignal,2014,21(8):1177-llp53一dependentJPhysiolHeartDOI:10.1089/ars.20J3.5206.pathwaysand4ZhangS,LaiN,LiaoK,eta1.MicroRNA.210tionaridapoptusisbycytoprotectiveeffectsJ】.Amregulatescellprolifera.inCircPhysiol,201l,301(4):H1519一H1530.targetingregulatorofdifferentiationJglio.DOI:10.1152/ajpheart.01080.2010.blastomacells『J].FoliaNeumpathol,2015,53(3):236-244.【9DOI:10.5114/fn.2015.54424.J,ela1.Effeclofdexmedetomidineonlungische—mia.reperfusioninjuryIJf.MolMedRep,2014,9(2):419-426.JiangL,LiL,Shentargetsandmechanismofaction[5]陈岱莉,黄晓雷,齐晓非,等.右旋美托咪啶缓解内毒素休克大鼠DOI:10.3892/mmr.2013.1867.[10]CatY,XuH,YanJ,eta1.Molecular海马炎性反应及认知功能损伤[J].中华实验外科杂志,2015,32(4):778-780.Chenofdexmedetomidineinontreatmentofischemia/reperfusioniniuryJI.DL,HuangXL.9iXF,eta1.Effectsofdexmedetomidineinflammatoryresponseship—ratsMolMedRep,2014,9(5):1542.1550.J,XiaP,eta1.DexmedetomidineattenuatespocampalandcognitiveimpairmentExpinDOI!10.3892/mmr.2014.2034.11GuJ,Chenremotelungwithendotoxin.induced778-780.DOI:10.3760/cma.i6CakirM.PolatshocklJ】.ChinJSurg,2015,32(4):injuryissn.100l-9030.2015.04.038.A.Tekininducedbyrenalischemia—reperfusioninmice【JI.ActaAn.aesthesiolScand,20Jl,55(10):1272—1278.S.eta1.Theeffectofdexmedetomidinea—DOI:lO.111renal18cheml8rep。r-1/i1399_6576.201102526.x.981nst0xldatl”8andtubula‘dalnageinducedbYfusionin(收稿日期:2015.12.21)………’rats『J].RenFail.2015.37(4):704.708.・读者・作者・编者・中华医学会系列杂志从2009年开始标注数字对象唯一标识符数字对象唯一标识符(digitalobjectidentifier,DOI)是对包括互联网信息在内的数字信息进行标识的一种工具。在传统的出版物中,书刊、磁带、光盘都有国际标准编号(ISBN、ISSN、ISCN)及其条形码,作为出版物的唯一标识。这些标识使出版物得到有效的管理,便于读者查找和利用。而网上的文档一旦变更了网址便无从追索。数字信息标注DOI如同出版物的条形码,是一个永久和唯一的标识号。随着时间推移,数字对象的某些有关信息可能会有变化(包括存储的物理位置),而DOI可让使用者直接由此链接到出版商的数据库、文献、摘要甚至是全文,识别码可以直接指引到出版物的本身,使国内外各种来源、不同物理地址的各种类型的学术信息实现互链互通。DOI是一个可供全球期刊快速链接的管理系统,整个系统由国际DOI基金会(IDF)进行全球分布式管理。随着DOI的普及,可以借助其进行相关的科研评价,分析高被引频次作者、单位和论文等相关信息,了解各个领域学术研究的热点、影响和趋势,以及研究者在本研究领域的影响力及最新研究成果。中文和外文资源,-次和二次文献,科技文献和数据通过DOI可实现动态的、开放式的知识链接,整体提升包括期刊在内的数字资源的使州率,为读者提供更好的服务。进而逐步提高中国期刊的被引率,整体上提高中周精品期刊在国际E的影响度和显示度,最终推动并建立一个与世界接轨的、永久的、开放互动、成员主动参与、覆盖主要学术研究信息领域的知识链接系统,推动数字期刊的发展和繁荣。为了实现中华医学会系列杂志内容资源的有效数字化传播,同时保护这些数字资源在网络链接中的知识产权和网络传播权,为标识对象的版权状态提供基础,实现对数字对象版权状态的持续追踪,自2009年第1期开始,中华医学会系列杂志纸版期刊和数字化期刊的论文将全部标注DOI。即中华医学会系列杂志除科普和消息类稿件外,其他文章均需标注DOI,DOI标注于每篇文章首页脚注的第1项。由r_}-华医学会杂志社各期刊编辑部为决定刊载的论文标注DOI。参照IDF编码方案(美国标准ANSI/NISOZ39.84—2000)规定,巾华医学会系列杂志标注规则如下:“DOI:统一前缀/学会标识.信息资源类型.杂志ISSN..-k★-k-k一-k★★★.年.期.论文流水号”。即:“DOI:10.3760/cma.j.issn.-k-k-k-k一★女★女.YYYY.nn.ZZZ”。中华医学会系列杂志标注DOI各字段释义:“10.3760”为中文DOI管理机构分配给中华医学会系列杂志的统一前缀;“cma”为巾华医学会(ChineseMedicalAssociation)缩写;“j”为journal缩写,代表信息资源类别为期刊;“issn.-k★★-k一-k-k★-k”为国际标准连续出版物号(ISSN);“YYYY”为4位出版年份;“nn”为2位期号;“ZZZ”为3位本期论文流水号。中华医学会杂志社万方数据

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