肺缺血再灌注中凋亡的研究进展

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1、肺缺血再灌注中凋亡的研究进展【关键词】肺缺血再灌注;凋亡　缺血再灌注(Ischaemia-reperfusion，IR)导致的肺损伤是心肺手术，尤其是肺移植术中的一大临床难题，而随着心肺旁路的应用，术后肺功能障碍更是常见，甚至于患者术后由此而导致生命危险。早期研究多关注于肺组织细胞坏死所造成的损伤，直至最近肺缺血再灌注损伤(LungIschaemia-reperfusionInjury，LIRI)引起的细胞凋亡机制才逐渐被人们所重视。凋亡过程是多基因严格控制的过程，如Bcl-2家族、Caspase

2、家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。现对近年来LIRI时细胞凋亡的病理机制及Bcl-2、Bax、caspase-3等调控基因在其中的作用作一综述。　　1凋亡与肺缺血再灌注损伤　　在肺缺血再灌注损伤中除了直接的细胞坏死外，细胞凋亡也是细胞死亡的基本形式。在缺血阶段由于缺氧，坏死的细胞占据多数，而细胞凋亡则多发生在在再灌注阶段。Fischer等于再灌注后对移植肺进行病理活检，细胞凋亡数明显增加且与再灌注时间相关[1]。Stammberger认为严重的再灌注损伤在肺移植过程早期发生[2]。单纯缺

3、血会引起肺细胞凋亡轻度增加，再灌注后2小时肺细胞凋亡数达到峰值。而Omasa等的发现继发于再灌注损伤的凋亡细胞数量与肺分流分数及细胞氧化损伤呈显著相关[3]。细胞凋亡过程中有一系列特征性的改变。其中最重要的就是凋亡细胞染色体基因组的片段化过程，即细胞凋亡发生时Ca2+、Mg2+离子依赖性核酸内切酶被激活，选择性降解染色体核小体间DNA，形成大小不一的DNA片段。细胞凋亡的DNA降解可以用不同的方法检测，如DNA琼脂糖凝胶电泳方法、酶联免疫技术和原位末端标记法等。原位末端标记(insituend.1

4、abeling，ISEL)是将掺入到凋亡细胞中的外源性核苷酸在酶(如末端脱氧核昔酸转移酶、DNA聚合酶I或Klenoe，ARDS)患者的支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolarlavagefluid，BAL)中存在较高水平的Fas及FasL，可能是来自肺组织内活化的中性粒细胞膜释放的可溶性Fas和FasL。同时，在急性肺损伤过程中产生的大量炎性因子能够抑制中性粒细胞的凋亡，进而间接促使其释放更多的FasL。Neff等[5]在肺缺血再灌注动物模型中发现在肺组织及肺动脉内皮细胞内可见增高的Fa

5、s和FasL表达，这种表达可被FasL抗体抑制。　　2.2内源性凋亡途径　　内源性凋亡途径表现为线粒体依赖性，可被多种细胞应激所激活，最终导致线粒体通透性增加，破坏细胞内凋亡因子之间的平衡，从而诱导细胞的凋亡。例如，包括缺血再灌注在内的氧化应激可减少抗凋亡的线粒体蛋白(如Bcl-2和Bcl-x)的表达，并增加Bak、Bax、Bim等促凋亡蛋白的表达。蛋白水解裂解的Bid和Bax碎片通过与通透性转换孔复合体绑定可以增加线粒体的通透性，从而使线粒体内跨膜电位消耗，还使细胞色素c经线粒体外膜释放[6～7

6、]。而且，Bax可能被钙蛋白切割为p18和p19Bax，它们可以为Bax和线粒体的相互反应提供正反馈[8]。细胞对死亡信号的敏感性取决于胞内Bcl-2/Bax竞争性的二聚体化过程。Bax二聚体形成便可诱导凋亡;随Bcl-2蛋白表达量的上升，越来越多的Bax二聚体分开，与Bcl-2形成比Bax/Bax更稳定的Bax/Bcl-2二聚体，拮抗了Bax/Bax诱导凋亡的作用，则细胞不发生凋亡。缺氧等凋亡诱导因素存在下，Bax蛋白从胞质中易位到线粒体外膜上形成蛋白转运孔，导致线粒体膜间腔内细胞色素C和凋亡诱

7、导因子释放。自线粒体释放的细胞色素C和Apaf-1与caspase-9一起形成一种凋亡复合体激活caspase-3和后来与细胞凋亡相关的caspase级联式反应。有趣的是，在肺缺血再灌注中没有发现具有促凋亡作用的Bax的表达。　　属于Bcl-2家族成员的Bcl-xL具有抗凋亡作用，它可以由通过抑制caspase的不同激活物诱导产生，Bcl-xL作用于Bid的下游，它的表达可以抑制由Bid激活诱导的凋亡变化，从而降低线粒体的损伤，减轻线粒体中细胞色素C地释放，并限制caspase-9地活化。Bcl-

8、xL可以防止由氧化诱发的肺上皮细胞凋亡。而且，Bcl-xL可以防止Bax对线粒体膜产生作用[6]。缺血再灌注损伤可能是通过MAPK激酶3/p38MAPK途径降低抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的水平。Zhang等[9]发现在LIRI时Bcl-2以及Bcl-xL明显下调，且可能是通过P38-MAPK途径调节。Cooke等[10]用腺病毒转染人类Bcl-2在大鼠体内过表达后，可抑制肺移植后的细胞凋亡。而最近CarmenPeraha等[11]发现Bcl-2还能通过抑制趋化因子巨噬细胞炎