不同吸氧浓度对慢性阻塞性肺疾病大鼠环加氧酶2_前列腺素_E-前列腺素类激素信号通路及上皮细胞活性的作用机制.pdf

395 CHINESE JOURNAL OF ANATOMY Vol.46 No.5 2023 解剖学杂志 2023 年第 46 卷第 5 期不同吸氧浓度对慢性阻塞性肺疾病大鼠环加氧酶2/前列腺素/E-前列腺素类激素信号通路及上皮细胞活性的作用机制*郑立风1 张 露2 赵红霞1 李芳圆1 梁金排1（1 衡水市人民医院呼吸与危重症科，衡水 053000；2 深州市医院呼吸与危重症科，深州 053000）摘要 目的：探究不同吸氧浓度对慢性阻塞性肺病（COPD）大鼠环加氧酶2（COX-2）/前列腺素（PGE）/E-前列腺素类激素（EP）信号通路及上皮细胞活性的作用机制。方法：将大鼠随机分为正常对照组、COPD组、50%O2组、70%O2组、90%O2组。检测大鼠肺功能；ELISA法检测肺泡灌洗液（BALF）中PGE2、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）、肿瘤坏死因子-（TNF-）水平；计算巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞百分比；H-E染色观察肺组织病理学变化；免疫印迹检测肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达。将BEAS-2B细胞分为对照组、香烟烟雾提取物（CSE）组、50%O2组、70%O2组、90%O2组，CCK-8法和流式细胞仪检测BEAS-2B细胞增殖和凋亡能力。结果：与正常对照组相比，COPD组大鼠肺功能指标吸气阻力（RI）、肺总量（TLC）均增加，50 ms用力呼气量（FEV50）/用力肺活量（FVC）比值明显降低；与COPD组相比，50%O2组和70%O2组大鼠肺功能指标TLC、RI均明显降低，FEV50/FVC比值明显升高，且70%O2组肺功能指标变化最显著；与COPD组相比，90%O2组大鼠肺功能指标TLC、RI均明显增加，FEV50/FVC比值明显降低。与正常对照组相比，COPD组大鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水平、白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例均明显升高；与COPD组相比，50%O2组和70%O2组大鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水平、白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例均明显降低，且70%O2组降低最显著；与COPD组相比，90%O2组大鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水平、白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例明显升高。与正常对照组相比，COPD组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达均明显增加；50%O2组和70%O2组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达明显低于COPD组；与COPD组相比，90%O2组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达均明显增加。CSE组BEAS-2B细胞活力低于对照组，细胞凋亡率高于对照组；与CSE组相比，50%组和70%组BEAS-2B细胞活力均明显增加，细胞凋亡率明显降低；与CSE组相比，90%组BEAS-2B细胞活力明显降低，细胞凋亡率明显增加。结论：COPD大鼠在氧疗浓度为50%和70%时可抑制COX-2/PEG2/EP信号通路的激活，改善COPD大鼠肺功能，减轻肺部炎症浸润，增加上皮细胞活性，且70%浓度氧疗效果最好；但氧疗浓度为90%时会加重COPD大鼠肺部炎症浸润，降低上皮细胞活性，促进COX-2/PEG2/EP信号通路的激活。关键词 肺；吸氧浓度；慢性阻塞性肺疾病；环加氧酶2/前列腺素/E-前列腺素类激素信号通路；上皮细胞；增殖；凋亡Mechanisms of different oxygen inhalation concentrations on cyclooxygenase-2/prostaglandin E/E-prostanoid signaling and epithelial cell activity in rats with chronic obstructive pulmonary disease*Zheng Lifeng1，Zhang Lu2，Zhao Hongxia1，Li Fangyuan1，Liang Jinpai1（1.Hengshui Peoples Hospital，Hengshui 053000；2.Shenzhou City Hospital，Shenzhou 053000，China）Abstract Objective：To investigate the mechanism of action of different oxygen concentrations on cyclooxygenase-2（COX-2）/prostaglandin E（PGE）/E-prostanoid（EP）signaling and epithelial cell activity in chronic obstructive pulmonary disease（COPD）rats.Methods：The rats were randomly divided into the following groups：normal control group，COPD group，50%O2 group，70%O2 group，and 90%O2 group.Lung function of the rats was assessed.ELISA method was used to measure the levels of PGE2，interleukin-6（IL-6），interleukin-8（IL-8），and tumor necrosis factor-（TNF-）in the bronchoalveolar lavage fluid（BALF）.The percentages of macrophages，neutrophils，and lymphocytes were calculated.H-E staining was performed to evaluate the pathological changes in lung tissue.Immunoblotting*河北省卫健委医学科学研究项目（20191786）第 1 作者 E-mail：通信作者，E-mail：收稿日期：2022-11-05；修回日期：2023-08-01doi：10.3969/j.issn.1001-1633.2023.05.006论 著 396 慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的主要特征为持续性气流受限且呈进行性发展1-2。由于目前治疗COPD的药物疗效并不十分理想，因此探究有效治疗COPD的方法是目前临床亟需解决的难题。研究表明3，氧气的吸入可确保COPD患者重要脏器的氧气供应，但高浓度的氧气吸入会通过在肺部的气体交换而造成肺部损伤。但目前关于不同吸氧浓度对COPD大鼠的作用机制未见报道。COPD的发病机制复杂，相关文献报道气道炎症是导致COPD的主要机制，COPD的发病率和死亡率会随着炎症加重而增加4。环加氧酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）是近年来研究较广泛的炎症相关分子之一，其表达会随着炎症信号刺激而增加5-6。前列腺素E2（prostaglandin E2，PEG2）作为一种炎症介质可结合E-前列腺素类激素（E-prostanoid，EP）受体，进而启动下游多种信号转导途径7。有研究显示8，COX-2/PEG2信号通路可促进烟雾暴露导致的气道炎症，但目前关于不同吸氧浓度对COPD大鼠模型中COX-2/PEG2/EP信号通路的变化尚不清楚。因此，本研究旨在探究不同吸氧浓度对COPD大鼠COX-2/PEG2/EP信号通路及上皮细胞活性的 影响。1 材料和方法1.1 实验动物50只68周龄健康雄性SD大鼠均购自山东省动物实验中心，合格证号：SCXK2019-0003。大鼠体质量200220 g，SPF级。将大鼠饲养在统一的动物房内，温度恒定2024，相对湿度为40%60%，光照12 h一循环昼夜交替，适应性喂养大鼠1周。实验过程中遵循“3R”原则。was conducted to detect the protein expression of COX-2，EP1，and EP4 in lung tissue.BEAS-2B cells were divided into control group，cigarette smoke extract（CSE）group，50%O2 group，70%O2 group，and 90%O2 group.Cell proliferation and apoptosis ability of BEAS-2B cells were assessed using CCK-8 assay and flow cytometry.Results：Compared with the normal control group，rats in the COPD group exhibited increased inspiratory resistance（RI）and total lung capacity（TLC），as well as a significant decrease in the ratio of forced expiratory volume in 50 milliseconds（FEV50）to forced vital capacity（FVC）.Compared with the COPD group，rats in the 50%O2 and 70%O2 groups showed significantly decreased TLC and RI，along with a significant increase in the FEV50/FVC ratio.The 70%O2 group exhibited the most significant changes in lung function.In contrast，the 90%O2 group showed significantly increased TLC and RI，as well as a significant decrease in the FEV50/FVC ratio compared with the COPD group.Compared to the normal control group，rats in the COPD group had significantly elevated levels of IL-6，IL-8，TNF-，and PGE2 in BALF，along with increased total white blood cell count and percentages of monocyte-macrophages，lymphocytes，and neutrophils.In comparison，the 50%O2 and 70%O2 groups showed significantly decreased levels of IL-6，IL-8，TNF-，and PGE2 in BALF，as well as reduced total white blood cell count and percentages of monocyte-macrophages，lymphocytes，and neutrophils.The 70%O2 group exhibited the most significant reductions.However，the 90%O2 group showed significantly increased levels of IL-6，IL-8，TNF-，and PGE2 in BALF，along with increased total white blood cell count and percentages of monocyte-macrophages，lymphocytes，and neutrophils compared with the COPD group.Compared with the normal control group，rats in the COPD group showed significantly increased protein expression of COX-2，EP1，and EP4 in lung tissue.However，the 50%O2 and 70%O2 groups exhibited significantly lower protein expression of COX-2，EP1，and EP4 in lung tissue compared with the COPD group.In contrast，the 90%O2 group showed significantly increased protein expression of COX-2，EP1，and EP4 in lung tissue compared with the COPD group.In the CSE group，BEAS-2B cell viability was lower and apoptosis rate was higher compared with the control group.However，the 50%O2 and 70%O2 groups showed significantly increased cell viability and decreased apoptosis rate compared with the CSE group.On the other hand，the 90%O2 group showed significantly decreased cell viability and increased apoptosis rate compared with the CSE group.Conclusion：In COPD rats，oxygen therapy at concentration of 50%and 70%can inhibit the activation of the COX-2/PEG2/EP signaling pathway，improve lung function，reduce pulmonary infiltration，and increase epithelial cell activity.The best therapeutic effect is observed with a concentration of 70%oxygen.Therapy at a concentration of 90%excerbates pulmonary inflammation in COPD rats，decreases epithelial cell activity and promotes the activation of the COX-2/PEG2/EP signaling pathway.Key words lung；oxygen inhalation concentrations；chronic obstructive pulmonary disease；cyclooxygenase-2/prostaglandin E/E-prostanoid signaling；epithelial cell；proliferation；apoptosis 397 1.2 试剂和仪器白 细 胞 介 素（interleukin，IL）6（IL-6）、IL-8、肿 瘤 坏 死 因 子（tumor necrosis factor-，TNF-）ELISA试剂盒（武汉基因美科技有限公司）；PGE2 ELISA试剂盒（中国联科生物公司）；COX-2抗体、EP1抗体、EP4抗体、GAPDH抗体（美国Abcam公司）；人支气管上皮细胞BEAS-2B（上海雅吉生物科技有限公司）；有机玻璃吸氧舱、烟熏箱自制；黄果树香烟（贵州中烟工业公司）；电热恒温箱（厦门鹭基有限公司）；小动物肺功能仪（上海玉研科学仪器有限公司）。1.3 模型制备和分组将实验大鼠随机分为正常对照组、COPD组、50%O2组、70%O2组、90%O2组，每 组10只。本研究根据参考文献9制备COPD大鼠模型。除正常对照组外，其余各组大鼠均置于动物烟熏箱中，恒定烟熏箱中烟雾浓度为450500 bpm，烟熏时间每次30 min，3 h烟熏1次，烟盒12 h更换1次；同时经烟熏大鼠气管内滴注脂多糖，每次0.2 mg/kg，连续干预12周。通过检测大鼠肺功能指标判定COPD模型是否成功。造模成功后，将5组大鼠均置于自制的有机玻璃吸氧舱内，并控制氧气流量调节舱内氧气浓度，正常对照组和COPD组大鼠吸入氧浓度（FiO2）为21%，50%O2组、70%O2组、90%O2组大鼠FiO2分别为50%、70%、90%，吸氧时间均为40 min10。1.4 肺功能检测氧疗干预结束后，各组大鼠均经腹腔注射1%戊巴比妥钠麻醉，消毒颈部皮肤并沿正中位切开，将肌肉组织钝性分离暴露气管，插入连接有三通开关的气管插管并结扎，将大鼠仰卧位置于密闭体积描计器内，和肺功能仪相结合，进行机械通气。分别记录各组大鼠吸气阻力（RI）、肺总量（TLC）、用力肺活量（FVC）、50 ms用力呼气量（FEV50）。1.5 肺 泡 灌 洗 液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）的采集肺功能检测结束后，继续向下剪开各组大鼠颈部皮肤，打开胸腔并充分暴露肺组织，结扎右主支气管，将灌胃针插入到左支气管中1 cm并将末端结扎，经灌胃针注入4生理盐水5 mL于左肺，30 s 后抽出左肺中34 mL的生理盐水后再注入，重复3次，最后一次抽取液体并置于离心管中。在4环境中以3 000 r/min的速度离心液体20 min，收集上清液，用ELISA法检测BALF中PGE2、IL-6、IL-8、TNF-水平。将离心管中的细胞沉淀在光学显微镜下进行细胞分类计数，分别统计各组巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞的百分比。1.6 肺组织病理学变化检测采集BALF后分离各组大鼠右肺上叶，用4%多聚甲醛溶液固定肺组织，48 h后取出肺组织用石蜡包埋，用切片机将肺组织切成厚度为5 m的组织薄片，用苏木精-伊红（H-E）染色肺组织，显微镜下观察肺组织病理学变化。1.7 免疫印迹检测肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达取各小鼠50 mg肺组织，于冰上裂解组织至组织匀浆，离心组织匀浆，用DAB法检测上清液中蛋白浓度。分别配置浓缩和分离胶，浓度分别为5%和8%，在胶孔中分别加入样品蛋白，电泳10 min 后转膜。孵育2 h后，将5%封闭液加入到样品中，激活后转移到PVDF膜上，封闭PVDF膜1 h。分别加入一抗COX-2、EP1、EP4过夜，继续加入HRP标记的二抗，继续孵育2 h。用ECL检测细胞PVDF膜并成像。1.8 香烟烟雾提取物（CSE）制备取30 mL的RPMI-1640培养液，点燃10根黄果树香烟后和培养液共同培养，过滤所得悬浮液为CSE溶液，用RPMI-1640稀释CSE溶液浓度为2.5%，于-80的冰箱中保存。1.9 BEAS-2B细胞培养和处理将BEAS-2B培养于RPMI-1640培养基中，加入10%胎牛血清，后于37、5%CO2的培养箱进行贴壁培养，每隔23 d更换1次培养液。当细胞融合生长达到80%90%时，取处于对数期的细胞进行后续实验。将BEAS-2B细胞分为对照组（将BEAS-2B细胞培养于正常培养基中，置于常规培养箱中培养）、CSE组（将BEAS-2B细胞培养于含2.5%CSE溶液的培养基中，置于常规培养箱中培养）、50%组（将BEAS-2B细胞培养于含2.5%CSE溶液的培养基中，置于含50%O2的培养箱中培养）、70%组（将BEAS-2B细 胞 培 养 于 含2.5%CSE溶液的培养基中，置于含70%O2的培养箱中培养）、90%组（将BEAS-2B细胞培养于含2.5%CSE溶液的培养基中，置于含90%O2的培养箱中培养），各组细胞均培养48 h后进行后续实验。1.10 CCK-8法检测细胞增殖活力取各组BEAS-2B细胞，离心并消化细胞成为细胞悬液，稀释细胞浓度为2105个/mL，接种细胞于96孔板内，每孔100 L，待细胞贴壁生长。培养48 h后弃掉培养液，在孔板内加入CCK-8溶 398 液100 L，继续培养细胞2 h，将上清液弃掉，在酶标仪450 nm处测定各孔的吸光度值（A）。1.11 流式细胞术检测细胞凋亡取各组BEAS-2B细胞并消化，接种细胞于6孔板中，当细胞贴壁生长后，更换孔板的培养基。培养48 h后常规消化细胞，离心5 min，弃上清液，用PBS洗涤细胞，将提前预冷的70%乙醇加入到细胞中，在4环境下固定细胞，12 h后再次离心细胞5 min，后再次用PBS洗涤细胞，将含有0.01%的RNase PI染液加入到细胞中，在避光的环境中染色细胞30 min，用流式细胞仪检测细胞凋亡。1.12 统计学处理实验数据采用Graphpad Priam 8.0软件进行统计学分析。计量资料均用xs表示。不同组间数据采用单因素方差分析，两组间比较采用两独立样本t检验，以P0.05表示差异有统计学意义。2 结果2.1 各组大鼠肺功能比较与正常对照组相比，COPD组大鼠肺功能指标TLC、RI均明显增加，FEV50/FVC比值明显降低（P0.05）；与COPD组相比，50%O2组和70%O2组大鼠肺功能指标TLC、RI均明显降低，FEV50/FVC比值明显升高，且70%O2组肺功能指标变化最显著（P0.05）；与COPD组相比，90%O2组大鼠肺功能指标TLC、RI均明显增加，FEV50/FVC比值明显降低（P0.05）（表1）。2.2 各 组 大 鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水平比较与 正 常 对 照 组 相 比，COPD组 大 鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水 平 均 明 显 升 高（P0.05）；与COPD组相比，50%O2组和70%O2组大 鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水 平 均明显降低，且70%O2组降低最显著（P0.05）；与COPD组相比，90%O2组大鼠BALF中IL-6、IL-8、TNF-、PGE2水平明显升高（P0.05）（图1）。表 1 各组大鼠肺功能指标 TLC、RI 及 FEV50/FVC 比值比较（n=10，xs）组别TLC（mL）RI（cmH2O s/mL）FEV50/FVC正常对照组18.620.870.110.0149.211.05COPD 组25.411.26*0.180.02*35.460.82*50%O2组23.471.03*0.150.02*40.170.91*70%O2组20.150.92*#0.130.01*#45.390.98*#90%O2组29.841.31*0.260.02*38.920.93*P0.05 vs 正常对照组；P0.05 vs COPD 组；#P0.05 vs 50%O2组 2.3 各组大鼠BALF中白细胞总数和炎症细胞比例比较COPD组大鼠BALF中白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例明显高于正常 对 照 组（P0.05）；50%O2组 和70%O2组 大 鼠BALF中白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例均明显低于COPD组，且70%O2组变化最显著（P0.05）；90%O2组大鼠BALF中白细胞总数及单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例均明显高于COPD组（P0.05）（表2）。表 2 各组大鼠 BALF 中白细胞总数、单核-巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞比例比较（n=10，xs）组别白细胞总数/（108/L）单核-巨噬细胞（%）淋巴细胞（%）中性粒细胞（%）正常对照组1.350.2465.412.16 8.111.4210.462.31COPD 组6.180.51*86.254.07*16.453.56*25.474.09*50%O2组4.270.42*81.533.62*13.283.11*19.343.26*70%O2组3.060.34*#72.612.82*#10.312.52*#13.412.68*#90%O2组8.450.53*90.144.25*19.263.81*29.653.11*P0.05 vs 正常对照组；P0.05 vs COPD 组；#P0.05 vs 50%O2组2.4 各组大鼠肺组织病理学变化比较与正常对照组相比，COPD组大鼠肺组织损伤明显，肺泡间隔增厚，且间隔损坏严重，在支气管有大量的粘液腺增生，且大量炎症细胞浸润到肺间质，明显可见肺泡萎缩，管腔变窄，符合COPD的病理学变化；与COPD组相比，50%O2组和70%O2 399 组大鼠肺泡间隔均区域正常，萎缩肺泡及气管壁粘液腺增生得到明显改善，炎症细胞浸润明显减少，70%O2组大鼠肺组织病理学改善最显著；与COPD组相比，90%O2组大鼠肺组织明显损伤，与COPD组相似（图2）。2.5 各组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达COPD组 大 鼠 肺 组 织 中COX-2、EP1、EP4蛋白表达均明显高于正常对照组（P0.05）；与COPD组相比，50%O2组和70%O2组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达均明显降低（P0.05）；90%O2组大鼠肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达均明显高于COPD组（P0.05）（图3）。2.6 各组BEAS-2B细胞活力和凋亡比较CSE组BEAS-2B细胞活力明显低于对照组，细胞凋亡率高于对照组（P0.05）；与CSE组相比，50%组和70%组BEAS-2B细胞活力均明显增加，细胞凋亡率明显降低（P0.05）；与CSE组相比，90%组BEAS-2B细胞活力明显降低，细胞凋亡率明显增加（P0.05）（图4）。图 1 各组大鼠 BALF 中 IL-6、IL-8、TNF-、PGE2 水平比较。A：IL-6 水平比较；B：IL-8 水平比较；C：TNF-水平比较；E：PGE2 水平比较。*P0.05 vs 正常对照组；P0.05 vs COPD 组；#P0.05 vs 50%O2组.图 2 各组大鼠肺组织 H-E 染色，200，标尺=50 m。A：正常对照组；B：COPD 组；C：50%O2组；D：70%O2组；E：90%O2组.图 3 各组大鼠肺组织中 COX-2、EP1、EP4 蛋白表达比较。A：免疫印迹电泳图；B：蛋白表达分析。*P0.05 vs 正常对照组；P0.05 vs COPD 组；#P0.05 vs 50%O2组.图 4 各组 BEAS-2B 细胞活力和凋亡比较。A：细胞活力比较；B：流式细胞仪检测细胞凋亡；C：细胞凋亡率比较。*P0.05 vs 对照组；P0.05 vs CSE 组；#P0.05 vs 50%组.IL-6（pg/mL）aababababab*ababababcabcabcabc*#*#COPD组COPD组COPD组COPD组COPD组COPD组COPD组COPD组50%O2组50%O2组50%O2组50%O2组50%O2组50%O2组50%O2组50%O2组70%O2组70%O2组70%O2组70%O2组70%O2组70%O2组70%O2组70%O2组90%O2组90%O2组90%O2组90%O2组90%O2组90%O2组90%O2组正常对照组正常对照组正常对照组正常对照组正常对照组正常对照组正常对照组正常对照组IL-8（pg/mL）TNF-（pg/mL）TNF-（pg/mL）细胞活力（%）细胞凋亡率（%）30020010002502001501005002001501005002001501005001501005004030201001A3A3B4B4A4C2A2B2C2D2E1B1C1DCOX-2EP1EP4-actin90%O2组2.01.51.00.50COX、EP1、EP4 蛋白相对表达 正常对照组 COPD组 50%O2组 70%O2组90%O2组COX-2EP1EP4abababadadadaaaabcabcabc 400 3 讨论近年研究发现11-13，一定浓度的氧疗对COPD疾病可发挥治疗作用。氧疗可通过提高吸入气体中氧的浓度而增加机体的氧分压及氧含量，有效降低无氧代谢和乳酸生成，有效缓解患者肺动脉高压，同时能使急性加重期的患者达到较为满意的氧合水平14。目前临床上认为，吸入氧浓度为50%以上时为高浓度氧疗，当患者进行长时间的高浓度氧疗时可导致患者出现多种不良反应，包括呼吸抑制、吸收性肺不张、氧中毒等。因此众多学者提出，在给予COPD患者进行氧疗时应控制吸氧的浓度，避免以上情况发生。但目前关于COPD患者氧疗浓度的控制上尚未见相关报道。目前临床上通常使COPD患者先吸入支气管扩张剂后，再对患者的肺功能指标进行检测，当发现FEV1/FVC90%）可引起肺组织损伤。研究表明16，炎症反应可涉及慢阻肺患者整个肺及全身，且局部较重的炎症反应可升高IL-1、IL-6、IL-8、TNF-等炎症因子水平，通过破坏肺组织结构和功能而影响肺通气和换气，进而降低肺功能并加重疾病进程。相关文献显示17，IL-6、IL-8可通过诱导巨噬细胞、中性粒细胞聚集、淋巴细胞黏附而释放炎症介质，激活氧化应激反应，通过损伤肺实质和肺血管而加重COPD的气道炎症反应。本研究结果显示，50%O2组和70%O2组大鼠BALF中炎症细胞浸润明显低于COPD组，但90%O2组 大 鼠BALF中 炎 症 细 胞 浸 润 明 显 高于COPD组，提示50%和70%浓度的氧疗可改善COPD大鼠炎症水平，但90%浓度的氧疗可明显加重COPD大鼠炎症水平并加重肺损伤。朱张求等18研究证实，可通过下调COPD大鼠肺部炎症浸润而改善大鼠肺部炎症，减轻COPD疾病进展。Santini等19通过检测COPD患者呼出气冷凝物显示，PGE2含量明显高于正常对照组，且随着PGE2含量增高导致COPD病情加重，导致FEV1/FVC值降低。相关研究表明20，COX-2、EP4 可显著降低炎症中PGE2的含量，因此提示COX-2-EP4信号转导途径可能通过PGE2介导多种组织损伤。本研究结果显示，50%O2组和70%O2组大鼠BALF中PGE2含量明显降低，肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达也明显减少，90%O2组PGE2含量和肺组织中COX-2、EP1、EP4蛋白表达明显高于COPD组，提示50%和70%浓度的氧疗可抑制COX-2/PEG2/EP信号通路的激活，从而抑制气道炎症反应的发生，但90%浓度的氧疗可促进COX-2/PEG2/EP信号通路的激活。李德富等21研究发现，MVE诱导大鼠COPD气道上皮细胞中COX-2/PEG2/EP信号通路成员明显增加，同时伴随NF-B信号通路的活化。为证实50%和70%浓度的氧疗对COPD大鼠的改善作用，本研究通过体外实验研究BEAS-2B细胞活性和凋亡率。结果显示CSE组细胞活力明显降低，凋亡率明显增加，50%组和70%组细胞活力明显高于CSE组，凋亡率明显低于CSE组，但90%组较CSE组细胞活力明显降低，凋亡率明显增加。从体外实验进一步证实了50%和70%浓度的氧疗可改善COPD，当氧疗浓度到90%时反而会加重COPD带来的损伤。综上所述，COPD大鼠在氧疗浓度为50%和70%时可抑制COX-2/PEG2/EP信号通路的激活，改善COPD大鼠肺功能，减轻肺部炎症浸润，增加上皮细胞活性，且70%浓度氧疗效果最好；但氧疗浓度为90%时会加重COPD大鼠肺部炎症浸润，降低上皮细胞活性，促进COX-2/PEG2/EP信号通路的激活。参 考 文 献1 Maistruk M，Bazylchuk O，Andriichuk O，et al.Dynamics of changes in physical capacity of patients with severe chronic obstructive pulmonary disease during physical therapyJ.Sport Mont，2021，19（S2）：153-157.2 Fuschillo S，Paris D，Tramice A，et al.Metabolomic profiling of exhaled breath condensate and plasma/serum in chronic 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