抽象GydF4y2Ba
本研究的目的是研究新生小鼠在高氧暴露和室内空气恢复期间的肺功能和支气管肺泡灌洗液中鞘脂质的变化,并观察其对肺功能和支气管肺泡灌洗液中鞘脂的影响GydF4y2BadGydF4y2Ba恢复期间-sphingosine补充。GydF4y2Ba
新生小鼠暴露于80%的氧气,持续4周,并使其在室内空气中以回收另外4周。肺功能测量和肺组织的形态计量学分析进行和高氧和恢复有和没有期间收集支气管肺泡灌洗液GydF4y2BadGydF4y2Ba鞘氨醇补充。GydF4y2Ba
高氧暴露改变肺功能,其在室内空气中部分地回收。肺部有较少和放大肺泡其恢复期间持续存在。多鞘脂高氧后显著上升。神经酰胺为2周恢复期后增加,但在4周后标准化为控制值。加GydF4y2BadGydF4y2Ba在恢复的第5天-sphingosine加速神经酰胺水平的正常化在2周和部分逆转肺泡大小氧过多引起的增加,并在4周alveolarisation逮捕。GydF4y2Ba
新生小鼠高氧的暴露引起在室内空气部分恢复,而肺泡形态保持异常限制性的,并且阻塞性肺功能变化。高氧恢复后,增加神经酰胺水平,关系正常化。GydF4y2BadGydF4y2Ba在恢复减少神经酰胺水平和改良后的高氧肺泡逮捕-sphingosine加法。GydF4y2Ba
抽象GydF4y2Ba
dGydF4y2Ba-sphingosine在恢复减少神经酰胺水平和小鼠的改良后的高氧肺泡逮捕GydF4y2Bahttp://ow.ly/l3r8PGydF4y2Ba
介绍GydF4y2Ba
早产儿呼吸窘迫综合征常通过机械通气和补充氧气来处理。这种情况发生在不成熟、缺乏表面活性剂、缺乏抗氧化防御的肺中。部分幸存者发展为支气管肺发育不良(BPD) [GydF4y2Ba1GydF4y2Ba],最初特点是实质纤维化,水肿,血管变化和持续性炎症。在新生儿护理,包括外源性表面活性剂,产前类固醇,更好的营养管理和通风的新模式的进步提高了婴儿的存活率非常低出生体重(VLBW)。然而,这些VLBW婴儿更容易得“新BPD”用更少的和更大的肺泡作为中断septation和异常血管组织[的结果GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]。尽管进展与BPD婴儿的管理而提出的,目前的治疗仍然有症状。GydF4y2Ba
关于高氧诱导的BPD模型的研究很多,但迄今为止还没有研究在该模型中鞘脂类的影响。鞘脂类是细胞膜重要的含结构成分,同时也是细胞增殖、细胞死亡、内皮屏障功能、血管生成和免疫反应的调节分子[GydF4y2Ba3GydF4y2Ba]。改变鞘脂水平已经在多种疾病,如动脉粥样硬化,慢性心脏衰竭[已发现GydF4y2Ba4GydF4y2Ba),哮喘GydF4y2Ba五GydF4y2Ba],糖尿病,败血病,囊性纤维化和慢性阻塞性肺病[GydF4y2Ba6GydF4y2Ba]。两个鞘脂,神经酰胺和鞘氨醇-1-磷酸,确定亲和抗凋亡平衡[GydF4y2Ba7GydF4y2Ba]。在这种变阻器中,神经酰胺刺激细胞凋亡和细胞周期阻滞,而鞘氨醇-1-磷酸刺激细胞存活和增殖。BPD患者上皮细胞凋亡增加[GydF4y2Ba8GydF4y2Ba]和在BPD [动物模型GydF4y2Ba9GydF4y2Ba],和肺总神经酰胺水平被上调在高氧暴露新生大鼠[GydF4y2Ba10GydF4y2Ba]。迄今为止,鞘脂代谢中的高氧诱导BPD模型没有详细的分析[GydF4y2Ba11GydF4y2Ba已被报告。此外,对BPD小鼠模型肺损伤的演变了解甚少。出生后第一天接触60%氧的>的小鼠表现出肺功能异常,并持续到67周龄[GydF4y2Ba12GydF4y2Ba],但在高氧损伤的急性期肺功能,然后在室内空气恢复的精确演变,尚未审查。GydF4y2Ba
我们研究的目的是确定在室内空气中的高氧急性期和恢复都肺功能和鞘脂的高氧暴露新生小鼠的演变。此外,我们研究了药理干预对高氧肺损伤的效果通过给GydF4y2BadGydF4y2Ba-恢复阶段补充鞘氨醇。GydF4y2Ba
材料和方法GydF4y2Ba
动物GydF4y2Ba
C57 / BL6小鼠从查尔斯河(圣常,魁北克,加拿大)获得和动物研究是根据由加拿大动物保护协会成立并经病童医院的动物护理和使用委员会的标准进行(多伦多,加拿大)。GydF4y2Ba
Hyperoxia-induced桶GydF4y2Ba
我们使用修改高氧模型由W描述GydF4y2Ba阿恩GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba[GydF4y2Ba13GydF4y2Ba]。两无病原定时怀孕的C57 / BL6小鼠在室内空气中孕育。在产后第1天,母亲和幼仔被放置在配对Oxycycler暴露室(Biospherix有限公司,Lacona酒店,NY,USA)。窝暴露于高氧(80%氧气GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)或28天的室内空气。高氧组和室内空气组的产仔数均保持在6只。大坝每天都在更换。氧暴露持续28天,之后小鼠体重增加到足以进行肺功能测量。经过高氧处理的新生儿随后暴露在室内空气中7天、14天或28天。室内空气控制凋落物也以同样的方式处理。GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine(Sigma-Aldrich公司,圣路易斯,MO,USA)中的溶液施用(1.25微克·克GydF4y2Ba-1GydF4y2Ba体重,GydF4y2Ba腹腔GydF4y2Ba)每日高氧处理的同窝仔的子集期间在室内空气恢复的第5天。对照动物用治疗GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine中相同的方式。在期间这些条件下不同的时间,肺功能评估,进行支气管肺泡灌洗(BAL),并为组织学处理组织(在线补充图E1)。GydF4y2Ba
肺功能测量GydF4y2Ba
高氧的开始后28天,在flexiVent动物呼吸机(SCIREQ,蒙特利尔,加拿大)用作在在线补充材料详细描述,以评估肺功能。在室内空气高氧小鼠的长期后续实验中,小鼠在出生后第35天,42和56进行肺功能测量。GydF4y2Ba
BALGydF4y2Ba
肺通过气管导管注射了600μL无菌生理盐水,其次是撤军和re-infusion两次(GydF4y2Ba14GydF4y2Ba,GydF4y2Ba15GydF4y2Ba]。将所收集的流体在1400rpm离心×GydF4y2BaGGydF4y2Ba8分钟。将上清液收集在硅化Eppendorf管中并储存在-80℃下质谱分析。GydF4y2Ba
鞘脂的测量GydF4y2Ba
如在在线补充材料所述的方法检测在BAL液(BALF)鞘脂水平。GydF4y2Ba
组织学和形态测量学GydF4y2Ba
以下肺功能测量,将肺压力充气的和用于组织学和形态进行处理,如在在线补充材料所述。GydF4y2Ba
统计GydF4y2Ba
所有的值都以平均值±GydF4y2BaSEMGydF4y2Ba假设(适用于Windows的SigmaPlot 11版; SYSTAT软件公司,圣何塞,CA,USA)的正态分布。比较采用t检验或评估,三个或多个组,通过单因素方差分析,随后杜克的诚实显著差异比较比较。意义推断为p <0.05。GydF4y2Ba
结果GydF4y2Ba
肺功能测量GydF4y2Ba
在暴露于高氧28天新生小鼠,flexiVent测量显示电阻的显著增加和顺应性降低,肺总容量和用力肺活量与对照相比(GydF4y2Ba图1一个GydF4y2Ba和表E1)。长期随访高氧暴露的小鼠的1周室内空气复苏后显示出控制水平的肺功能指标恢复。总肺活量和静态和动态顺应性花了2周的正常化(GydF4y2Ba图1 bGydF4y2Ba)。然而,强制到期时的4周室内空气恢复的保持异常。在0和4周恢复的流量 - 容积曲线显示持久性阻塞性异常与改进体积(图E2和表E1)的。除此之外GydF4y2BadGydF4y2Ba在室内空气恢复期间-sphingosine没有显著改善肺功能。GydF4y2Ba
鞘脂的测量GydF4y2Ba
通过串联质谱的液相色谱测定BALF中鞘脂水平示于在线补充表E2-E4。在多个鞘磷脂和神经酰胺物质A显著上升2和4周高氧暴露的(后发现GydF4y2Ba图2GydF4y2Ba和表E2)。特别地,长链神经酰胺(Cer16:0和Cer18:0)和极长链神经酰胺(Cer24:0和Cer24:1)大大升高(GydF4y2Ba图2GydF4y2Ba和表E2)。神经酰胺的前体,即鞘氨酸和少量二氢神经酰胺的含量也有显著增加GydF4y2Ba从头GydF4y2Ba通路。所有四个主要鞘磷脂(SM16:0,SM18:0,SM24:0和SM24:1)显示双高氧暴露后增加了四倍。继2周室内空气的恢复,在高氧治疗组的支气管肺泡灌洗液所有鞘磷脂类恢复到对照水平,但许多种神经酰胺仍然显著高架与对照组相比(GydF4y2Ba图2GydF4y2Ba和表E3和E4)。治疗GydF4y2BadGydF4y2Ba-鞘氨醇加速了神经酰胺在室内空气中的正常化(GydF4y2Ba图3GydF4y2Ba和表E3和E4)。GydF4y2Ba
组织学分析GydF4y2Ba
相较于室内空气控制(GydF4y2Ba图。4AGydF4y2Ba),高氧暴露肺的组织学切片(GydF4y2Ba图。4BGydF4y2Ba)显示肺泡间隔减少的均匀图案,相对于室内空气暴露新生小鼠。形态表现在平均线性截距一个显著增加,在径向肺泡计数和肺泡的数量的减少。小鼠的肺切片暴露至4周的高氧并使其在室内空气以回收(GydF4y2Ba图。4CGydF4y2Ba)显示较少的,并且与室内空气对照,当放大时肺泡。在平均线性截距和径向肺泡计数没有显著差异在室内空气1,2和4周恢复的(注意到GydF4y2Ba图。4EGydF4y2Ba)。有趣的是,当与高氧暴露的未处理小鼠(GydF4y2Ba图。5AGydF4y2Ba),小鼠处理GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine对高氧暴露后5天(GydF4y2Ba图。5BGydF4y2Ba)有显著较低平均线性截距和更高的径向肺泡计数(GydF4y2Ba图。5CGydF4y2Ba)在2周中的室内空气的恢复。平均线性截距和径向肺泡计数高氧暴露和GydF4y2BadGydF4y2Ba-鞘氨醇处理的小鼠没有恢复到正常水平。GydF4y2Ba
讨论GydF4y2Ba
在这项研究中,我们观察支气管肺泡灌洗液中高氧暴露,并在常氧恢复后鞘脂的水平,肺功能和组织学的新生小鼠。我们的研究结果表明,4周暴露于高氧导致肺泡损伤和阻塞性肺功能异常,具有增加的鞘脂水平,包括神经酰胺在一起。我们证实神经酰胺和肺功能的部分改善的归一化,但发现4周室内空气恢复的内在组织学异常没有改善。GydF4y2BadGydF4y2Ba含氧量正常的恢复过程中-sphingosine补充神经酰胺加速正常化和改善高氧诱导肺泡逮捕,但丝毫不影响肺功能。GydF4y2Ba
在我们的高氧模型中,气道阻力增加和减少的平均用力呼气流量和用力呼气量可以通过道重塑正在进行炎症的后果引起的[GydF4y2Ba13GydF4y2Ba]。观察到的肺功能变化与85%氧暴露14天后新生小鼠的肺功能变化相似[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba]。肺功能改变的另一种可能的解释是肺泡附着物数量减少,导致径向牵引力下降,从而导致气道狭窄和呼气时气道塌陷提前[GydF4y2Ba17GydF4y2Ba]。长时间暴露于在新生小鼠高氧引起alveolarisation逮捕,从而延迟次级隔片的形成,减少齿槽数和增加肺泡壁的厚度。在本研究中,这种减少在alveolarisation反映在径向肺泡计数。GydF4y2Ba
在4周时高氧暴露的端部中,我们观察到,转移到阻塞性图案在第4周在室内空气中回收的的端部的组合的阻塞性和限制性图案。持续异常用力呼气测量,以及作为异常形态,4周在室内空气中后表明不完全恢复和永久性的改变肺结构。VGydF4y2Ba埃尔滕GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba]研究了暴露于85%氧14天,回收在室内空气中14天新生小鼠,并且这些新生儿开发了一种增加的电阻在14天,然后是肺的在28天增加顺应性。ÿGydF4y2BaEEGydF4y2Baet al。GydF4y2Ba[GydF4y2Ba12GydF4y2Ba]注意在后新生小鼠100%氧气暴露4天顺应性降低,并且在67周龄的增加顺应性。他们推测,在高氧损伤的急性期遵守短暂的下降是由于肺水肿,受损的表面活性蛋白-C生产和促炎氧自由基。这两项研究似乎表明,新生儿肺高氧的反应可分为两个阶段:急性肺损伤特点是兼容少肺癌,慢性肺损伤,其特点是更符合肺。我们的四周恢复期后测量可以反映一个中间阶段,急性和长期的高氧性肺损伤之间,其中水肿和炎症减少,肺部变得更加规范。我们观察到肺部功能的部分恢复,但4周室内空气恢复后在形态上没有明显的恢复。这强调跟踪疾病状态的变化时,获得的结构和生理数据或监测干预的效果的重要性。在我们的小鼠模型中形态异常的持续存在是符合异常BPD [成人幸存者看到GydF4y2Ba18GydF4y2Ba,GydF4y2Ba19GydF4y2Ba],和持久性肺功能异常参数与在BPD [的人类幸存者进行肺功能测量的结果相一致GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba,GydF4y2Ba21GydF4y2Ba],使得这款机型的旨在修复高氧肺损伤的干预研究一个不错的选择。GydF4y2Ba
神经酰胺在细胞凋亡和肺部炎症[中发挥重要作用GydF4y2Ba22GydF4y2Ba,GydF4y2Ba23GydF4y2Ba]。ķGydF4y2BaolliputtiGydF4y2Baet al。GydF4y2Ba[GydF4y2Ba24GydF4y2Ba]最近发现,神经酰胺调节内皮通透性和成年小鼠引起高氧炎症过程。神经酰胺早已通过增加肺泡渗透性和促炎性细胞因子的产生[已知介导急性肺损伤GydF4y2Ba25GydF4y2Ba],但没有研究报道在新生儿高氧肺损伤和室内空气恢复期间详述神经酰胺轮廓。我们的研究表明,多种神经酰胺和鞘磷脂物种的幼仔新生儿暴露于高氧期间增加。长链神经酰胺(Cer16:0,Cer18:0和Cer20:0)具有抗增殖和促凋亡作用[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba],而超长链神经酰胺(Cer22:0, Cer24:0, Cer24:1)促进细胞增殖[GydF4y2Ba27GydF4y2Ba]。我们观察到在高氧状态下长链Cer16:0增加了8倍,这表明细胞凋亡增加了GydF4y2Ba通过GydF4y2Ba在这种高氧模型神经信号。实际上,增加细胞凋亡已经在小鼠和大鼠的暴露于高氧肺观察到GydF4y2Ba28GydF4y2Ba-GydF4y2Ba三十GydF4y2Ba],类似于在BPD患者的尸检肺部[注意GydF4y2Ba31GydF4y2Ba]。极长链(Cer24:0和Cer24:1)神经酰胺表现出两到三倍增加在我们的模型中,这表明可能的平滑肌细胞,其已经显示在增殖大鼠和小鼠模型hyperoxia-的增殖的作用,诱发BPD [GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,GydF4y2Ba29GydF4y2Ba,GydF4y2Ba32GydF4y2Ba]。神经酰胺和神经鞘磷脂水平均升高,说明神经酰胺水平的升高不是由于神经鞘磷脂的破坏所致GydF4y2Ba通过GydF4y2Ba鞘磷脂。增加鞘氨醇水平(网上补充表E2)可能表明增加神经酰胺的形成GydF4y2Ba通过GydF4y2Ba虽然大多数鞘脂类的普遍增加反对激活该途径,但挽救途径。根据观察到的鞘氨酸和二水神经酰胺都增加(表E2),我们推测高氧激活了肺GydF4y2Ba从头GydF4y2Ba神经酰胺的合成途径。需要进一步研究限速酶丝氨酸棕榈酰基转移酶的活性,以确定其增加GydF4y2Ba从头GydF4y2Ba合成。GydF4y2Ba
长链神经酰胺已被证明能增加内皮的渗透性[GydF4y2Ba33GydF4y2Ba],导致内皮细胞渗漏[GydF4y2Ba34GydF4y2Ba在我们的高氧模型中,这可能导致肺顺应性降低。我们推测用力呼气流量的减少可能与结构改变有关,例如肺泡附着体的数量减少,在空气恢复期间附着体数量保持在较低水平。相反,阻力和顺应性可能是由肺部的可逆因素决定的,如炎症和内皮渗漏。我们的研究表明,在室内空气中,包括神经酰胺在内的鞘脂水平在恢复后4周内恢复正常,这与肺功能变化的时间进程相对应。很有可能,当主要的应激因子(高氧)在室内空气恢复过程中消失,这导致了鞘脂类物质的减少,以及肺炎症和水肿的减少,从而导致肺功能的部分恢复。但是,没有额外的效果GydF4y2BadGydF4y2Ba观察补充-鞘氨醇对部分肺功能恢复的影响。注意,在BALF中测量了鞘脂水平,为支气管肺泡腔室的鞘脂代谢提供了一个很好的估计,但它们可能不代表间质和血管腔室的鞘脂代谢。进一步研究这些不同区域间相互作用的复杂性是有必要的。GydF4y2Ba
治疗GydF4y2BadGydF4y2Ba-鞘氨醇显著降低神经酰胺水平后,1和2周的恢复室空气。术后4周,肺形态测量显示平均线截距和径向肺泡计数均有改善GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine处理过的动物与未处理过的对照组老鼠相比。这些发现表明GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine补充对造成高氧暴露肺泡损伤有有益的影响,以及较低的神经酰胺的水平可能是负责这种改善肺泡组织学。在细胞凋亡的量的减少是最可能的机制,通过该GydF4y2BadGydF4y2Ba-鞘氨醇起作用,但需要进一步的实验来证实这一假设。GydF4y2Ba
发现对肺功能无明显有益的作用,这很可能是因肺部的结构和功能的措施之间的不完全一致。组织学,神经鞘脂类水平和肺功能的不完全恢复后GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine处理和在具有和不具有高氧小鼠之间这些参数不存在显著差异的GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine可能是由于剂量和/或补充的定时,或可能已经由于错过了观测的数量相对较少。我们的GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine剂量是基于由d研究GydF4y2BaiabGydF4y2Baet al。GydF4y2Ba[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba]谁表现出与该注射成年小鼠GydF4y2BadGydF4y2Ba鞘氨醇在20μg /鼠标连续五天显著增加sphingosine-1-phosphate (pro-survival鞘脂类)水平在肺组织的第五天开始后管理。的管理GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine在我们的模型中开始于高氧暴露,并持续了5天。更早或更久可能产生更好的结果。GydF4y2Ba
它可以通过添加可以说,预防伤害的GydF4y2BadGydF4y2Ba-最好是在更早的时间点。我们决定采取另一种方法,因为目前没有可靠的预测因素来表明哪个婴儿会发展成BPD,这使得很难将预防治疗的目标对准那些可能受益的人。因此,我们补充GydF4y2BadGydF4y2Ba只有在恢复阶段-sphingosine,看看这可能刺激高氧诱导损伤的修复。GydF4y2Ba
总之,我们证实,在高氧新生小鼠肺所致鞘脂,神经酰胺包括,它在室内空气恢复期间恢复正常的瞬时增加,而组织学仍然异常。恢复过程中的鞘脂减少的时间过程匹配的气道阻力和顺应性的正常化。重要的,GydF4y2BadGydF4y2Ba恢复期补充-鞘氨醇可以加速神经酰胺的正常化,并显著改善高氧诱导的肺损伤。我们建议GydF4y2BadGydF4y2Ba-sphingosine和生物活性鞘脂的其它抑制剂应进一步为他们的潜力,以减少在谁需要新生儿氧治疗人类早产儿肺损伤进行研究。最终的目标是开发一个新的战略,以防止或纠正支气管肺发育不良。GydF4y2Ba
脚注GydF4y2Ba
这篇文章有补充资料GydF4y2Bawww.www.qdcxjkg.comGydF4y2Ba
支持声明:该作品是由来自工作津贴(MOP-86472)的支持GydF4y2Ba健康研究和基础设施补助的加拿大学院GydF4y2Ba(CCURE,CSCCD)从GydF4y2Ba加拿大创新基金会GydF4y2Ba。马丁邮政是加拿大研究主席在胎儿,新生儿和产妇健康的持有人。GydF4y2Ba
利益冲突:无申报。GydF4y2Ba
- 收到GydF4y2Ba2012年6月11日。GydF4y2Ba
- 公认GydF4y2Ba2012年10月23日。GydF4y2Ba
- ©2013人队GydF4y2Ba
参考GydF4y2Ba
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