高原低氧大鼠肺组织超微结构及其低氧诱导因子1α的表达(英文)

背景:低氧诱导因子1α可介导哺乳动物细胞适应低氧环境。目的:观察高原低氧对大鼠肺组织超微结构的影响及其低氧诱导因子1α表达变化。方法:将SD大鼠分别为进行高原低氧干预1,2,3和30d,并设置对照组。4个高原低氧组由海拔5m的西安地区途中耗时1d带到海拔2700m的青海格尔木地区、途中耗时2d带到海拔5000m的唐古拉地区,途中耗时3,30d分别带到海拔4500m的西藏那曲地区。结果与结论:光镜及电镜观察显示,急性高原低氧2d组肺组织出现明显的高原肺水肿,急性高原低氧30d组低氧诱导因子1αmRNA的表达明显增高(P<0.01),高原肺水肿现象则明显减轻。结果证实,低氧习服后肺组织低氧诱导因子1αmRNA表达的提高有利于减轻高原肺水肿。     

高原低氧对大鼠心肺组织超微结构的影响

背景：研究表明快速进入高原地区时,机体不可避免地会受到不同程度的损伤,以心肺损伤较显著。目的：观察低氧习服对高原低氧大鼠心肺组织的超微结构影响。方法：将SD大鼠分别为进行高原低氧干预1,3和30d,并设置对照组。3个高原低氧组由海拔5m的西安途中耗时1d带到海拔2700m的青海格尔木地区、途中耗时3,30d分别带到海拔4500m的西藏那曲地区,观察各时间点心肺标本的组织学变化。结果与结论：急性高原低氧1,3d组肺组织显微和超微结构出现明显的间质性肺水肿和肺泡性肺水肿,其心脏组织光镜下大鼠各室壁心肌细胞均可见不同程度的浊肿、空泡变性、溶解坏死及间质水肿等,电镜下可见心肌细胞线粒体肿胀,肌浆网扩张,肌原纤维溶解,细胞内外水肿等,急性高原低氧3d上述改变右室壁较左室壁明显,而低氧习服后高原低氧30d组间质性水肿和则肺水肿明显减轻。结果证实,高原急性缺氧可造成大鼠间质性肺水肿和肺泡型肺水肿,并引起以右心室为主的全心性损伤,经过高原低氧习服后心肺组织病变明显减轻。     

高原低氧对大鼠心肺组织超微结构的影响

背景:研究表明快速进入高原地区时,机体不可避免地会受到不同程度的损伤,以心肺损伤较显著。目的:观察低氧习服对高原低氧大鼠心肺组织的超微结构影响。方法:将SD大鼠分别为进行高原低氧干预1,3和30d,并设置对照组。3个高原低氧组由海拔5m的西安途中耗时1d带到海拔2700m的青海格尔木地区、途中耗时3,30d分别带到海拔4500m的西藏那曲地区,观察各时间点心肺标本的组织学变化。结果与结论:急性高原低氧1,3d组肺组织显微和超微结构出现明显的间质性肺水肿和肺泡性肺水肿,其心脏组织光镜下大鼠各室壁心肌细胞均可见不同程度的浊肿、空泡变性、溶解坏死及间质水肿等,电镜下可见心肌细胞线粒体肿胀,肌浆网扩张,肌原纤维溶解,细胞内外水肿等,急性高原低氧3d上述改变右室壁较左室壁明显,而低氧习服后高原低氧30d组间质性水肿和则肺水肿明显减轻。结果证实,高原急性缺氧可造成大鼠间质性肺水肿和肺泡型肺水肿,并引起以右心室为主的全心性损伤,经过高原低氧习服后心肺组织病变明显减轻。     

去铁胺对大鼠肺组织低氧诱导因子-1表达及对模拟高原低氧大鼠肺组织结构的影响

目的:观察去铁胺对大鼠肺组织低氧诱导因子-1(HIF-1α)表达及对模拟高原低氧环境下肺结构的影响。方法:实验分成两部分,(1)25只Wistar大鼠随机分成5组,腹腔注射去铁胺(DFX)200mg/kg后,分别用RT-PCR和免疫组化方法在各个时相点(0、2、4、8、24h)检测肺组织HIF-1α mRNA和蛋白质的表达。(2)40只Wistar大鼠随机分成5组,每组8只。常氧对照组(N),急性低氧对照组(H0),急性低氧组(H1),DFX处理组(DFX0),DFX处理+急性低氧组(DFX1)。各组动物经相应处理后,测定N、H0、DFX0组肺组织HIF-1α mRNA,观察N、H1、DFX1组肺显微及超微结构变化并检测肺组织一氧化氮浓度及Na+-K+-ATP酶活性。结果:(1)大鼠腹腔注射DFX后肺组织未表达HIF-1α蛋白质,对照组(0h)大鼠肺组织少量表达HIF-1α mRNA,2h后开始升高,4h达峰值(P<0.01),以后逐渐下降,24h后基本恢复到正常对照组水平。(2)大鼠腹腔注射DFX200mg/kg,1次/d,5d后,DFX0组HIF-1α mRNA表达水平显著高于H0和N组(P<0.01)。(3)经模拟海拔6000m急性低氧24h后,H1组肺组织NO浓度和Na+-K+-ATP酶活性低于N组(P<0.01),而DFX1较H1组明显升高(P<0.01)。(4)经模拟海拔6000m急性低氧24h后,H1组肺出现明显的间质性水肿,而DFX1组则水肿明显减轻。结论:DFX可以促进大鼠肺组织表达HIF-1α mRNA;间断腹腔注射DFX可以减轻大鼠低氧性肺间质水肿并提升肺组织NO浓度和Na+-K+-ATP酶活性。     

博来霉素气管灌注构建肺纤维化模型大鼠肺组织低氧诱导因子1α的动态表达

背景：低氧诱导因子1α是介导低氧反应的核转录因子,其对肺纤维化的作用尚不明确。目的：观察低氧诱导因子1α在肺纤维化发病中的作用。方法：采用博来霉素（5mg/kg）一次性气管内灌注建立SD大鼠肺纤维化模型。造模后7,14,28d观察大鼠肺组织的病理学改变及肺组织中低氧诱导因子1α蛋白及mRNA的动态表达。结果与结论：博来霉素灌注后,大鼠肺组织炎症反应明显,并逐渐出现纤维化及胶原纤维沉积。免疫组织化学及RT-PCR结果显示,在大鼠肺纤维化发病过程中,低氧诱导因子1α蛋白及mRNA的表达趋势相同,即随造模时间的延长表达逐渐增多,并于造模后第14天达高峰。提示低氧诱导因子1α在大鼠肺纤维化发病过程中起重要作用,其过度表达可能参与了肺纤维化的发生与发展。     

低氧诱导因子1α高表达对急性心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞的动员

背景：设想通过增加自体干细胞动员达到有效修复心脏缺血区的目的,因此找到可利用的特异而有效的干细胞动员剂成为关键所在。目的：观察心肌梗死时低氧诱导因子1α表达对骨髓间充质干细胞动员的影响。方法：将90只远交群SD大鼠结扎冠状动脉前降支建立急性心肌梗死模型,随机分为3组：低氧诱导因子1α反义寡核苷酸组给予低氧诱导因子1α反义寡核苷酸干预抑制大鼠梗死缺血组织的低氧诱导因子1α的表达,低氧诱导因子1α错义寡核苷酸组和对照组分别给予等量低氧诱导因子1α错义寡核苷酸和生理盐水。结果与结论：造模后30h、7d,对照组外周血骨髓间充质干细胞计数及血浆血管内皮生长因子水平与低氧诱导因子1α错义寡核苷酸组相近,但明显高于低氧诱导因子1α反义寡核苷酸组。造模后7d,对照组心肌缺血组织低氧诱导因子1α蛋白、血管内皮生长因子蛋白及mRNA表达与低氧诱导因子1α错义寡核苷酸组相近,但明显高于低氧诱导因子1α反义寡核苷酸组。造模后7,14,28d,对照组心肌缺血组织切片毛细血管密度分析与低氧诱导因子1el错义寡核苷酸组相近,明显高于低氧诱导因子1α反义寡核苷酸组。说明大鼠急性心肌梗死后高表达的低氧诱导因子1α与骨髓间充质干细胞动员、启动一系列心肌组织自我修复过程有因果关系。     

博来霉素气管灌注构建肺纤维化模型大鼠肺组织低氧诱导因子1α的动态表达

背景:低氧诱导因子1α是介导低氧反应的核转录因子,其对肺纤维化的作用尚不明确。目的:观察低氧诱导因子1α在肺纤维化发病中的作用。方法:采用博来霉素(5mg/kg)一次性气管内灌注建立SD大鼠肺纤维化模型。造模后7,14,28d观察大鼠肺组织的病理学改变及肺组织中低氧诱导因子1α蛋白及mRNA的动态表达。结果与结论:博来霉素灌注后,大鼠肺组织炎症反应明显,并逐渐出现纤维化及胶原纤维沉积。免疫组织化学及RT-PCR结果显示,在大鼠肺纤维化发病过程中,低氧诱导因子1α蛋白及mRNA的表达趋势相同,即随造模时间的延长表达逐渐增多,并于造模后第14天达高峰。提示低氧诱导因子1α在大鼠肺纤维化发病过程中起重要作用,其过度表达可能参与了肺纤维化的发生与发展。     

低氧习服过程中肺组织一氧化氮水平及钠-钾-ATP酶活性的变化

目的:探讨低氧习服过程肺组织一氧化氮水平和Na-K-ATP酶活性++的变化及其对模拟高原低氧性肺水肿的影响。方法:将32只3月龄Wistar大鼠随机分成常氧对照组、急性低氧组、3000m低氧习服组、5000m低氧习服组,习服完成后,置于模拟海拔6000m急性低氧24h,检测动物肺组织一氧化氮水平及Na-K-ATP++酶活性的变化及肺超微结构的变化。结果:急性低氧组肺组织超微结构出现明显的间质性肺水肿,而经过低氧习服后间质性肺水肿则明显减轻;急性低氧组大鼠肺组织一氧化氮水平犤(17.09±3.62)μmol/L犦显著低于常氧对照组犤(60.55±4.27)μmol/L犦(q=31.642,P<0.01),经过3000m和5000m低氧习服后肺组织一氧化氮水平逐渐接近于常氧对照组,明显高于急性低氧组(q=25.540,43.625,P<0.01);急性低氧组肺组织Na-K++-ATP酶活性明显低于常氧对照组q=15.347,P<0.01),经过3000m(和5000m低氧习服后Na-K-ATP酶活性显著高于常氧对照组(q++=8.290,28.563,P<0.01)。结论:低氧习服后肺组织一氧化氮水平及Na-K-ATP酶活性的提高有++利于减轻大鼠低氧性肺水肿。     

低氧对大鼠肝肾组织内红细胞生成素和低氧诱导因子-1α基因表达的影响

目的　观察急性低氧和间断低氧习服对大鼠肝、肾组织内红细胞生成素 (EPO)及其调控蛋白低氧诱导因子 1α(HIF 1α)基因表达的影响。方法　用低压舱模拟高原低氧环境 ,进行 30 0 0 m 2周、5 0 0 0 m2周低氧训练 ,使大鼠达到低氧习服状态后 ,采用 Northern斑点杂交研究间断低氧习服前后 ,80 0 0 m4 h低氧处理的大鼠肝、肾组织内 EPO和 HIF 1α基因表达的变化。结果　与常氧对照组相比 ,急性低氧处理的大鼠肝、肾组织内 EPO基因表达都明显增强 (P<0 .0 5或 P<0 .0 1) ;而间断低氧习服后 ,同样的低氧处理的大鼠肝、肾组织中 EPO基因表达都明显低于急性低氧组 (P<0 .0 1) ,EPO m RNA含量与常氧对照组水平差异不显著 (P>0 .0 5 )。急性低氧处理的大鼠肝组织中 HIF 1α基因表达水平明显高于常氧对照组和间断低氧习服组 (P均 <0 .0 1) ,而在不同处理的肾组织中 ,该基因表达水平差异不明显 (P均 >0 .0 5 )。结论　急性低氧能够刺激肝、肾组织内 EPO基因表达 ;而间断低氧习服的大鼠耐低氧能力明显增强 ,肝、肾组织内 EPO基因表达水平可恢复到常氧对照组水平。 HIF 1α在低氧影响 EPO基因表达的过程中可能起着重要的调节作用。     

低氧训练大鼠骨骼肌组织低氧诱导因子1对血管新生的影响

背景:低氧诱导因子1是一种在氧平衡调节中起关键作用的转录因子,与机体的耐缺氧能力密切相关。目的:观察低氧训练大鼠骨骼肌组织中低氧诱导因子1和血管内皮CD34的蛋白表达,探讨低氧诱导因子1在促进骨骼肌组织血管形成中的作用。方法:将健康雄性SD大鼠60只,随机分为6组:常氧对照组、低氧不运动组、常氧训练组、低住高练组、高住低练组和高住高练低练组。运动组采用10周递增负荷跑台运动训练,每周训练6d,运动量由第1周的速度为15m/min、持续时间为25min递增至第10周速度为28m/min、持续时间为50min,低练组每周二、四、六在相当于海拔1500m的低氧环境中训练,并且在低氧环境中居住,低氧程度由第1周相当于海拔1800m递增至第10周相当于海拔3600m。结果与结论:低氧状态下,低氧诱导因子1有大量的蛋白表达,低氧复合运动表达更多,而CD34蛋白表达只发生在常氧运动组和低氧训练组。提示低氧诱导因子1是促进骨骼肌组织血管新生的一种重要因子,但须结合运动才能产生积极的作用。     

肺表面活性蛋白-D在高原肺水肿发生发展中的表达及作用

目的探讨肺表面活性蛋白-D（SP-D）在高原肺水肿发生发展中的表达及作用。 方法将64只Wistar雄性大鼠随机分为4组,正常对照组（16只,586 m室温饲养）,低压低氧24 h、48 h及72 h组（各16只,于模拟海拔6000 m低压低氧舱内分别饲养24 h、48 h及72 h）,取右侧肺组织行HE染色,观察肺组织损伤情况,收集左侧肺组织肺泡灌洗液,采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定支气管肺泡灌洗液（BALF）中SP-D、白介素（IL）-1β、IL-6、C反应蛋白（CRP）及肿瘤坏死因子α（TNF-α）的含量。 结果成功建造高原肺水肿动物模型;与正常对照组相比,低压低氧24、48、72 h组肺组织病理评分升高,差异有统计学意义（P＜0.05）;SP-D含量均有所下降,IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α含量均上升,且各组间两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）;BALF中SP-D含量与肺组织病理评分呈负相关（r=-0.687,P＜0.05）,炎症因子IL-1β、IL-6、CRP及TNF-α与肺组织病理评分均呈正相关（r=0.705,P＜0.05;r=0.728,P＜0.05;r=0.733,P＜0.05;r=0.737,P＜0.05）。 结论SP-D在高原肺水肿的发生发展中起着一定的作用,其可能是防治高原肺水肿的新靶点。     

Unilateral high-altitude pulmonary edema (HAPE): a case report and discussion of pathophysiology

High-altitude pulmonary edema (HAPE), a potentially life-threatening altitude adaptation disorder, is considered to be caused by an exaggerated increase in pulmonary blood pressure and a non-cardiogenic rise in pulmonary vascular permeability subsequent to alveolar hypoxia. A 40-year-old male mountaineer was affected by an advanced stage of HAPE at high altitude (Monte Rosa plateau, 4000 m). The symptoms abated immediately after the patient descended from the altitude. However, six hours after the symptoms had resolved, radiographic signs of pulmonary edema, confined to the right lung, were seen. This rarely described unilateral radiological pattern of HAPE resolved completely within two days. We suggest that aspiration events of nasal secretion, the right sleeping position at night and an elevated right diaphragm reduced the patient's compensatory hyperventilation capacity of the right lung. The resulting increased alveolar hypoxia in the right lung was responsible for unilateral edema. The pathophysiological mechanism underlying unilateral HAPE is discussed.     

HSD is a better resuscitation fluid for hemorrhagic shock with pulmonary edema at high altitude

To investigate the fluid tolerance of hemorrhagic shock with pulmonary edema (HSPE) at high altitude in unacclimated rats and the beneficial effect of 7.5% hypertonic saline/6% dextran (HSD). One hundred seventy-six Sprague-Dawley rats, transported to LaSa, Tibet, 3,760 m above the sea level, were anesthetized with sodium pentobarbital (30 mg/kg, i.p.) within 1 week. Hemorrhagic shock with pulmonary edema was induced by bloodletting (50 mmHg for 1 h) plus intravenous injection of oleic acid (50 microL/kg). Seventy-seven rats were equally divided into 11 groups (n = 7/group) including sham-operated control group; hemorrhagic shock control group; HSPE control group; HSPE plus 0.5-, 1.0-, 1.5-, 2.0-, or 3.0-fold volumes of lactated Ringer's solution (LR) groups; and HSPE plus 4, 6, and 8 mL/kg of HSD groups. Hemodynamic parameters including mean arterial blood pressure, left intraventricular systolic pressure, and the maximal change rate of intraventricular pressure rise or decline (+/-dp/dtmax) were observed at baseline and at 15, 30, 60, and 120 min after infusion; blood gases were measured at 30 and 120 min after infusion, and the water content of lung and brain was determined at 120 min after infusion. Additional 99 rats were used to observe the effect of these treatments on the survival time of HSPE rats; 0.5 volume of LR infusion slightly increased the mean arterial blood pressure, left intraventricular systolic pressure, and +/-dp/dtmax and prolonged the survival time of HSPE animals as compared with the HSPE group (P < 0.05 - 0.01); it did not increase the water content of lung and brain and had no marked influences on blood gases. One volume of LR infusion had somewhat improved the hemodynamic parameters for HSPE animals, but had no apparent effect on the survival time and the water content of lung and brain. Lactate Ringer's solution infusion, 1.5, 2, and 3 volumes, significantly deteriorated the hemodynamic parameters, increased the water content of lung, and decreased the survival time of HSPE animals. Hypertonic saline/6% dextran (4 - 8 mL/kg) significantly increased the hemodynamic parameters, improved the blood gases, decreased the water content of lung and brain, and prolonged the survival time of HSPE rats. Among the three dosages of HSD, 6 mL/kg of HSD had the best effect. The tolerance of fluid infusion for hemorrhagic shock with pulmonary edema at high altitude is significantly decreased. More than one volume of LR infusion would aggravate the pulmonary edema and exacerbate the resuscitation effect, but only one volume of LR cannot reach the effective volume resuscitation. Small volume of HSD could better resuscitate hemorrhagic shock with pulmonary edema at high altitude.     

不同间歇性缺氧诱导方式对SW480细胞缺氧诱导因子-1α表达的影响

目的利用不同方法模拟间歇性缺氧(intermittent hypoxia,IH)环境,观察缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)在SW480细胞中的表达情况。方法利用CoCl2(A)和三气培养箱(B)两种方式诱导IH。根据缺氧时间的不同每种诱导方式分2组,IH2 h:A2、B2组,IH3 h:A3、B3组;C组为常氧组。利用免疫细胞化学检测HIF-1α蛋白的表达部位,逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot检测HIF-1α表达量的变化。结果 HIF-1α蛋白主要在胞质表达。各缺氧组HIF-1αmRNA的表达水平高于C组(0.76±0.03),A3组(0.87±0.04)高于A2组(0.78±0.04),B3组(0.98±0.04)高于B2组(0.85±0.03),差异均有统计学意义(P<0.01)。HIF-1α蛋白在各缺氧组的表达水平高于C组(0.19±0.03),A3组(0.39±0.04)高于A2组(0.21±0.02),B3组(0.46±0.04)高于B2组(0.24±0.03),差异均有统计学意义(P<0.01)。B2、B3组HIF-1αmRNA和蛋白的表达量分别高于A2、A3组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 IH可以上调HIF-1αmRNA及蛋白水平。HIF-1α在氧箱诱导的IH环境中上调更显著。     

低氧诱导因子1α基因敲除小鼠椎间盘退变与益气化瘀方的干预

背景：低氧诱导因子1α与椎间盘软骨的正常生理及病理情况存在密切的关系,能够维持软骨组织在低氧环境中的正常活性,低氧诱导因子1α基因敲除后,软骨组织无法维持其正常低氧状态,导致软骨组织营养供应障碍,使软骨细胞处于异常缺血缺氧状态,长此以往,软骨组织会发生退变。目的：观察低氧诱导因子1α条件性基因敲除小鼠椎间盘软骨退变情况,以及中药复方益气化瘀方对减缓低氧诱导因子1α基因敲除小鼠椎间盘软骨退变的作用。方法：①将杂交繁殖获得同窝的低氧诱导因子1α＋/＋对照小鼠和低氧诱导因子1α基因敲除小鼠,分别分为为2．5月龄组和4．5月龄组（n=6）。分别在2．5、4．5月龄处死相应小鼠,取L4-6腰椎进行藏红固绿、苏木精-伊红染色及免疫组化相关指标染色及分析。②取12只0．5月龄低氧诱导因子1α基因敲除小鼠随机均分为生理盐水组和益气化瘀方组。灌胃给药2个月后,取两组小鼠的L4-6椎间盘进行藏红固绿、苏木精-伊红染色及免疫组化相关指标染色及分析。结果与结论：①低氧诱导因子1α-/-小鼠：2．5月龄组椎间盘软骨组织出现破损和骨化,细胞分布不均匀,软骨细胞减少,椎间盘软骨中Ⅱ型胶原和Sox9表达降低,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达增加;4．5月龄组椎间盘软骨损伤更加严重,Ⅱ型胶原蛋白与Sox9表达进一步降低,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达进一步上升。②与生理盐水组比较,益气化瘀方干预后苏木精-伊红染色和藏红固绿染色显示软骨骨化和缺损减轻,软骨细胞数目较多,分布较均匀。与生理盐水组比较,益气化瘀方组椎间盘软骨中Ⅱ型胶原和Sox9的表达升高,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达减少。说明低氧诱导因子1α基因敲除小鼠出现了椎间盘软骨退变,并且这种退变随着小鼠增龄而加重;益气化瘀方可以减轻低氧诱导因子1α基因敲除小鼠的椎间盘软骨退变。