氢气改善脓毒症小鼠肺组织线粒体功能和自噬水平

目的脓毒症是临床常见的危重症,急性肺损伤（ALI）是其严重并发症,死亡率较高。线粒体功能障碍与脓毒症关系密切。自噬可选择性降解损伤的线粒体,维持自身稳态。近年来发现氢气对多种疾病具有治疗作用。本课题组前期研究表明氢气可减轻脓毒症小鼠ALI,但其具体作用机制及靶点尚不十分清楚。本研究拟观察氢气吸入对脓毒症小鼠肺组织自噬相关蛋白LC3表达的影响,探讨其与线粒体功能的关系,为进一步阐明氢气对脓毒症小鼠ALI的治疗机制提供理论基础。
方法雄性ICR小鼠156只,6周龄,体重20～25 g,采用随机数字表法,将其分为6组（n--26）:假手术组（Sham组）、假手术+氢气组（Sham+H2组）、脓毒症组（CLP组）和脓毒症+氢气组（CLP+H2组）、脓毒症+自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤组（CLP+3-MA组）、脓毒症+自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤组+氢气组（CIP+3-MA+H2组）。采用盲肠结扎穿孔法制备中度脓毒症模型,于术前1 h时CLP+3-MA组和CLP+3-MA+H2组腹腔注射自噬抑制剂3-MA 10 mg/kg,于术后1、6 h时Sham+H2组、CLP+H2组和CLP+3-MA+H2组分别吸入2%氢气1 h。每组取20只小鼠,记录术后1、2、3、5、7d时生存情况;每组术后1d时取6只小鼠,采集颈动脉血样,测定PaO2,计算氧合指数PaO2/FiO2;然后取肺组织,行肺组织病理学评分;分离肺组织线粒体,采用Clark氧电极法测呼吸控制率（RCR）,分光光度计法检测线粒体膜电位（MMP）;萤光素酶法检测线粒体ATP含量;采用WesternBlot法和免疫荧光法测定自噬蛋白微管相关蛋白1轻链3（LC3）的表达;结果与Sham组比较,CLP组和CLP+H2组生存率降低,肺组织病理学评分升高,氧合指数、肺组织线粒体RCR、MMP和ATP含量降低,自噬相关蛋白LC3表达增加（P<0.05）;与CLP组比较,CLP+H2组生存率升高,肺组织病理学评分降低,氧合指数、肺组织线粒体RCR、MMP和ATP含量升高,自噬相关蛋白LC3表达显著增加（P<0.05）。3-MA抑制了LC3的表达,脓毒症小鼠肺组织线粒体功能下降,氢气的保护作用逆转（P<0.05）。说明3-MA通过抑制LC3的表达,从而进一步抑制氢气对脓毒症小鼠的保护性作用。

结论中度脓毒症可损害肺组织线粒体功能,使自噬水平代偿性增高;氢气上调自噬水平,改善脓毒症小鼠肺组织线粒体功能,进而减轻肺损伤。