亚低温对急性呼吸窘迫综合征大鼠TLR4/MyD88信号通路的影响

Recent years,studies from domestic and overseas suggest that the occurrence of ARDS is intimately related to Toll-like receptor 4(TLR4). Especially the TLR4/MyD88 signal pathway is an important signaling pathway correlated with the occurrence,development,and prognosis of ARDS.Yet,up to now, how the influence of mild hypothermia on the expression of TLR4mRNA and the TLR4/MyD88 signaling pathway plays a part in lung protection is not reported.Our previous study has proven that mild hypothermia could attenuate the ARDS induced by endotoxin. Mild hypothermia has an effect of lung protection by preventing the decreasing of the alveolar surface active protein A,and mild hypothermia can downregulate the TLR4 mRNA in endotoxin induced ARDS.Our study aims to investigate the influence of mild hypothermia on TLR4/MyD88 signaling transduction pathway by both animal experiment and cell culture in vitro experiment.Our experiment designed to illustrate an important molecular immunological mechanism of TLR and it’s signaling pathway on why mild hypothermia could protect lung from ARDS induced by LPS.Furthermore,to provide the study of lung protection effect of mild.hypothermia a new way,which could possibly give us some theoretical basis to prevent and diagnose ARDS in clinical practice.

近年的国内外研究表明，ARDS的发病与Toll样受体4（TLR4）关系密切，并且TLR4/MyD88信号通路是ALI发生、发展、转归的一个重要的信号通路。亚低温的脑保护作用已得到证实。然而，亚低温是否对TLR4mRNA/MyD88信号通路产生影响从而起到肺保护作用？尚未见相关报道。我们前期研究工作已经表明，亚低温能下调脂多糖内毒素（LPS）诱导的ARDS大鼠肺组织TLR4mRNA及蛋白表达，延缓大鼠肺泡表面活性蛋白A含量的下降，起到肺保护作用。基于此，本课题拟进一步通过动物实验和体外实验探讨亚低温对ARDS大鼠TLR4/MyD88 信号通路的影响，从而从分子生物学角度阐明亚低温通过影响TLR4/MyD88信号通路对ALI起肺保护作用的机制。

背景：前期研究证明亚低温能降低脂多糖（LPS）诱导的Toll样受体4（TLR4）表达，延缓大鼠肺泡表面活性蛋白A含量的下降，可能能抑制ALI起肺保护作用。研究内容：1、使用LPS气管滴入建立普通小鼠及TLR4基因敲除小鼠急性肺损伤（ALI）模型，分为普通小鼠对照组、普通小鼠亚低温模型组、普通小鼠常温模型组、TLR4基因敲除小鼠对照组、TLR4基因敲除小鼠亚低温模型组、TLR4基因敲除小鼠常温模型组，予以温度干预后，收集肺组织、肺泡灌洗液，检测TLR4／MyD88通道中关键炎症因子的变化；2、LPS诱导大鼠肺巨噬细胞炎症损伤，分为对照组，干预组，LPS对照组及LPS干预组，予以温度干预后，收集细胞、细胞上清液，检测TLR4／MyD88通道中关键炎症因子的变化。3、LPS经气管滴入诱导建立SD大鼠ALI模型，分为对照组、亚低温组、控温组及非控温组，予以温度干预后，收集肺组织、肺泡灌洗液，检测TLR2／MyD88（髓样分化因子88）通道中相关炎症介质的表达水平；4、收集脑卒中患者亚低温治疗组及常规治疗组的感染发生率、感染初发时间（TII）及其他相关临床资料，分析亚低温对感染发生的影响。研究结果：1、干预后，亚低温组较同时段其他分组，肺组织病理变化及半定量评分改善，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、TLR4、核因子-KB蛋白（NF-KB）、MyD88 mRNA、iNOS mRNA表达水平明显下降，其中TLR4基因敲除组下降水平更高，亚低温及TLR4阻断对抑制炎症有协同作用。2、LPS诱导后细胞炎症因子TLR4 mRNA、MyD88 mRNA、TNF-α mRNA、iNOS mRNA，TLR4、MyD88、NF-KB蛋白，TNF-α、iNOS蛋白的表达水平增高，亚低温组可有效下调转录水平。3、亚低温治疗后，亚低温组氧合指数及肺损伤评分均改善、BALF中PAI-1、肺组织TLR2 mRNA、MyD88 mRNA、NF-KBp65蛋白表达均明显较同时段其他分组减低。4、亚低温治疗组较常规组有更长的TII。科学意义：本课题证实了亚低温可以有效抑制炎症因子的表达水平，可能是通过TLR2、TLR4／MyD88通路介导的炎症途径起作用。另外发现临床亚低温治疗可能可以延缓感染发生时间，为亚低温临床应用治疗感染或炎症相关疾病提供了理论基础及转化的初步构想。