缺血预处理对人肺缺血再灌注损伤的蛋白质组学研究

论文摘要

缺血预处理是指预先给予一次或多次短暂的缺血,以增强组织对随后长时间缺血再灌注损伤的耐受性或适应性。缺血再灌注损伤常见于休克时微循环的疏通、冠状动脉痉挛的缓解、心脑血管栓塞再通、心肺手术后和心脏骤停后心肺脑复苏、断肢再植、器官移植血供恢复等,是引起随后器官功能障碍的主要原因之一。大量的研究表明缺血预处理能显著减轻随后的缺血再灌注损伤。肺缺血再灌注损伤多见于体外循环心内直视术、肺动脉袖状切除术、肺移植术及需要阻断一侧肺动脉才能进行的肺叶切除术中,对肺功能恢复不利,并可能引起术后并发症和影响预后。肺缺血预处理是防治肺缺血再灌注损伤最有效的措施,但其确切的保护机制尚未阐明。研究显示,给予缺血预处理的肺组织与未予缺血预处理的肺组织相比,在经过随后长时间的缺血再灌注后,表现出更好的缺血耐受性和再灌注耐受性,其中性白细胞浸润,肺水肿,局部出血和肺泡破裂均明显减少,其细胞结构,内环境平衡,微循环灌注,能量代谢,组织功能和遗传重组等方面具有更好的延续性和恢复能力。广大科学工作者从动物实验和临床实验对肺缺血预处理的肺保护机制进行了卓有成效的研究,发现腺苷、缓激肽、花生四烯酸代谢产物、阿片类、儿茶酚胺类、自由基、钙离子、一氧化氮和活性氧等与保护效应的启动相关;G蛋白、磷脂酶C、蛋白激酶A、酪氨酸蛋白激酶及丝裂原活化的蛋白激酶等与保护效应的介导相关,而保护效应的发挥则与ATP敏感钾通道、5’核苷酶与腺苷、转录因子、诱生型一氧化氮合成酶、环氧化酶2、醛糖还原酶、抗自由基酶类和热休克蛋白等相关。虽然已有的研究揭示了一些肺缺血预处理的保护机制,但目前仍然不能完全解释肺缺血预处理引起的保护效应并有效逆转缺血再灌注损伤。肺缺血预处理的临床研究开展较晚,但是缺血预处理作为大手术的辅助措施能够安全而巧妙地实施。蛋白质组学技术为研究缺血预处理的保护机制提供了新的工具。为此,本研究以临床中的手术患者为对象,采用蛋白质组学技术和方法研究缺血预处理抗人肺缺血再灌注损伤的分子机制。首先选择合适的手术患者分别归入假手术组（Sham group,S组）、缺血再灌注组（Ischemia-reperfusion group,I/R组）和缺血预处理组（Ischemic preconditioning group IP组）。I/R组经历单纯的缺血再灌注,IP组在缺血再灌注前予以缺血预处理,S组始终保持供血与通气,在术后收取标本。然后采用一步抽提法制备S组,I/R组和IP组肺组织的总蛋白质,应用双向凝胶电泳技术建立了重复性和分辨率均较好的S组,I/R组和IP组肺组织总蛋白质的双向凝胶电泳图谱。PDQuest软件对三组肺组织蛋白质的双向电泳图谱进行了分析比较,得出20个4倍以上差异表达的蛋白质点,采用MALDI-TOF-MS对差异表达的蛋白质进行质谱分析,获取MALDI-TOF-MS肽质量指纹图谱,数据库搜索鉴定了17个差异表达的蛋白质。最后,为了验证比较蛋白质组学研究结果,采用Western blot技术对部分差异表达蛋白质在IP组和I/R组肺组织中的表达水平进行了检测,其结果与比较蛋白质组学研究的结果一致。本研究在建立S组、I/R组和IP组肺组织总蛋白质双向电泳图谱的基础上,采用质谱分析结合数据库搜索共鉴定出17个明显差异表达的蛋白质,这些蛋白质按功能主要可以分为八类,即代谢相关酶类,抗氧化剂,贮铁蛋白,钙结合蛋白质,分子伴侣,细胞骨架蛋白质,细胞增殖相关蛋白,以及信号传导相关蛋白质。其中一些蛋白质与自发性抗缺血再灌注损伤有关,一些蛋白质如HSP27及Cu/ZnSOD则与缺血预处理抗缺血再灌注损伤的主动效应有关,还有一些蛋白质与缺血预处理抗缺血再灌注损伤的稳定效应有关。研究结果为揭示缺血预处理的肺保护机制,以及寻找逆转缺血再灌注损伤的方法提供了科学依据。

论文目录

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• 缩略词简表
• 第一章 缺血预处理对人肺缺血再灌注损伤的蛋白质组学研究
• 1. 前言
• 2. 材料与方法
• 3. 结果
• 4. 讨论
• 5. 结论
• 参考文献
• 综述
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果