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目的:(1)模拟慢性支气管炎(慢支)、肺气肿-肺动脉高压-肺心病的疾病发展过程,研制慢支、肺气肿并肺动脉高压的实验大鼠模型。(2)探讨基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases , MMPs)在气道、肺血管重构中的作用。方法: 41只Wistar大鼠随机分成五组,A组:低氧性肺动脉高压组(n=10),10%低氧,8h/d,6d/w, 2w;B组:慢支、肺气肿并肺动脉高压组(n=7),分别于第1、14d经气管注入脂多糖(lipopolysaccharide ,LPS) 200μg,熏香烟2h/d,6w,最后2w熏烟同时叠加18%低氧8h/d;C组:慢支、肺气肿组(n=8),分别于第1、14d经气管注入LPS 200μg,熏香烟2h/d,共6w;D组:18%低氧组,(n=8)18%低氧,8h/d,6d/w, 2w; E组:正常对照组(n=8),正常饲养6w。各组作血气分析,肺血流动力学测定和肺泡灌洗液白细胞计数、分类。对肺组织行HE染色或三联染色,观测气道炎症和肺血管重构的病理形态学改变。用免疫组化法检测各组肺组织中基质金属蛋白酶-2、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-2, matrix metalloproteinase-9, MMP-2,MMP-9)的表达。 结果:(1)与E组比较A、B组PaO2呈不同程度降低(p <0.05),A组SaO2比E组降低(92.3±3.3 vs 97.3±0.5 ,p <0.05),C、D组血气分析无变化(p >.05)。(2)与E组比较A、B、C组右心室收缩压(right ventricular systolic pressure , RVSP)、平均肺动脉压(mean pulmonary arterial pressure , mPAP)、右心室与左心室+室间隔重量比(the ratio of the weight of right ventricle /left ventricle and septum , RV/LV+S)升高(p <0.05)。肺血管重构提示A、B组腺泡内肌化型动脉增多,肌化型动脉管壁增厚(p <0.05);C组肌化型动脉比E组增多(p <0.05),但肌化型动脉管壁无增厚(p >.05);D组肺血管重构指标无改变(p >0.05)。(3)支气管肺泡灌洗液白细胞计数和分类显示:A组白细胞总数与E组相当(p >0.05),但细胞分类构成比单核巨噬细胞增多(p <0.05);B、C组<WP=4>白细胞总数增多(p <0.05),构成比中性粒细胞增多(p <0.05)。(4)气道炎症改变提示,A组主要以上皮细胞变性坏死、黏液杯状细胞增生为主,炎细胞浸润不明显。而B组气道炎症改变符合慢支、肺气肿改变,气道管壁呈现以淋巴细胞为主的多种炎细胞浸润。(5)各实验组MMP-9和MMP-2阳性表达较E组增强(p <0.05),MMP-9阳性表达分布在气道上皮细胞和气道、肺内血管周围浸润的炎症细胞。B、C组炎细胞MMP-9阳性表达较A组增强(p <0.01)。MMP-2阳性表达主要见于肺内浸润的炎症细胞。B、C组较A组增强(p <0.05)。结论:1、A组能够反映肺动脉高压所出现的肺血管重构,但气道改变不符合慢支、肺气肿的特点,不能反映炎症因素在肺血管重构中的作用。2、B组同时体现了慢支气道炎症、肺气肿改变和肺血管重构的特征,是模拟人类COPD并肺动脉高压较理想的实验动物模型。3、MMPs参与慢支、肺气肿气道重构和肺血管重构,炎症细胞在其中的作用不容忽视。