下调Smad4基因对呼吸机相关性肺损伤细胞外基质重塑的影响

目的:
　　机械通气(mechanicalventilation，MV)在呼吸危重症患者的救治过程中起着至关重要的作用，呼吸机的不恰当使用可引起或加重肺损伤，即呼吸机相关性肺损伤(ventilatorinducedlunginjury，VILI)。明确VILI的发生机制对于提高危重病患者的救治水平及生存率有着十分重要的临床价值。本实验通过建立VILI的动物模型，探讨TGF-β/Smad信号通路在VILI模型中对小鼠肺组织细胞外基质重塑的可能作用机制。
　　方法:
　　将24只6-8周龄的C57BL/6小鼠随机分为四组，即正常对照组（Ⅰ组）、单纯机械通气组（Ⅱ组）、病毒阴性对照加机械通气组（Ⅲ组）和Smad4siRNA病毒加机械通气组（Ⅳ组），每组6只。实验过程中，将小鼠充分麻醉，通过病毒滴鼻的方法使小鼠肺部分别感染Smad4siRNA病毒及阴性对照病毒从而建立慢病毒模型;4周后，对机械通气组小鼠进行大潮气量机械通气(VT=40mL/kg)建立呼吸机相关性肺损伤模型。将小鼠充分麻醉，暴露颈部皮肤，常规酒精消毒行气管切开，插管固定好后，连接小动物呼吸机以行机械通气，其中潮气量设置为40mL/kg，通气时间设置为4h。通气结束后72h将小鼠充分麻醉，固定小鼠四肢，充分暴露胸腹部，剖开小鼠胸腹腔，剪断腹主动脉，待其流血至死，生理盐水充分灌洗后取出左右双肺。RealTime-PCR和Westernblot法分别检测Smad4mRNA与蛋白的表达检验慢病毒是否成功感染小鼠肺部组织。制作石蜡切片后行苏木素-伊红(Haematoxylin-eosine，HE)染色观察小鼠肺组织病理学变化，评价肺损伤的严重程度，Masson染色观察比较各组小鼠肺组织胶原纤维的沉积量，免疫组织化学方法检测α-SMA表达，RealTime-PCR和Westernblot法分别检测肺组织中o-SMA、胶原Ⅰ、胶原ⅢmRNA与蛋白的表达量。
　　结果:
　　Smad4siRNA加机械通气组（Ⅳ组）中肺组织的Smad4mRNA和蛋白的表达量明显低于单纯机械通气组（Ⅱ组）与病毒阴性对照加机械通气组（Ⅲ组）(P＜0.05)，证明Smad4慢病毒成功感染至小鼠肺组织。单纯机械通气组（Ⅱ组）与病毒阴性对照加机械通气组（Ⅲ组）其炎性细胞浸润及胶原纤维的沉积较正常组严重，Smad4siRNA加机械通气组(Ⅳ组)中却有明显改善（P＜0.05）。单纯机械通气组（Ⅱ组）与病毒阴性对照加机械通气组（Ⅲ组）α-SMA、胶原Ⅰ、胶原ⅢmRNA与蛋白的表达明显高于正常组（P＜0.05），Ⅳ组较之有所减少(P＜0.05)。单纯机械通气组（Ⅱ组）与病毒阴性对照加机械通气组(Ⅲ组)之间，无论是炎性细胞浸润与胶原沉积，还是Smad4、α-SMA、胶原Ⅰ、胶原ⅢmRNA与蛋白的表达量差异都没有明显的统计学意义(P＞0.05)，说明阴性对照病毒可能对小鼠肺组织基因的表达无影响。
　　结论:
　　大潮气量机械通气会造成呼吸机相关性肺损伤(VILI)，损伤后的肺部组织表现为大量炎性细胞浸润、胶原纤维沉积及细胞外基质重塑。此过程可能与TGF-β/Smad信号通路的激活有关。通过慢病毒的感染，成功干扰了小鼠肺组织中Smad4基因的表达，从而减轻了呼吸机相关性肺损伤(VILI)及纤维化的严重程度。