気管支肺異形成症における酸化ストレスとKeap-1/Nrf2シグナル伝達経路のメカニズム

Mechanism of oxidative stress and Keap-1/Nrf2 signaling pathway in bronchopulmonary dysplasia.

• Di Ma
• Wenhui Gao
• Junjiao Liu
• Dan Kong
• Yunfeng Zhang
• Min Qian

抄録

気管支肺異形成（BPD）は、未熟児に多い慢性肺疾患であり、新生児の障害と死亡の主要な原因の一つである。Keap-1/Nrf2シグナル伝達経路は、抗酸化および抗炎症に重要な役割を果たしている。10匹のクリーングレードの健康な妊娠中のSprague-Dawleyラット（中国・北京大学実験動物センターから購入）は自然に55匹の新生児ラットを出産したが、その中から40匹を選択し、無作為に高酸素群と対照群（N"Zs_200A"="Zs_200A"20、それぞれ）に分けた。32のBPD患者のサンプルは、2016年11月30日から2019年5月1日に吉林大学の第二病院の新生児科からです。本研究では、我々は、高酸素群では、肺組織が無秩序な構造を持っていたのに対し、対照群の肺組織は、明らかな病理学的変化を経ていないことが観察された。高酸素曝露時間の増加に伴い、肺胞壁は減衰した。低酸素環境下では、酸化ストレス関連酵素（CAT、GSH-Px、SOD）の活性が治療前に比べて有意に低下していた。高酸素下でのKeap1 mRNAおよびタンパク質の発現量は、対照群に比べてわずかに低かった。高酸素群のNrf2およびHO-1 mRNAおよびタンパク質の発現量は、対照群に比べて有意に高かった。BPD未熟児モデルを構築し、各群の酸化ストレスの異常と Keap1/Nrf2 シグナル伝達経路関連分子の発現レベルを調べ、BPD未熟児での検証を行った。

Bronchopulmonary dysplasia (BPD) is a chronic lung disease common in premature infants and is one of the leading causes of disability and death in newborns. The Keap-1/Nrf2 signaling pathway plays an important role in antioxidant and anti-inflammatory.Ten clean-grade, healthy pregnant Sprague-Dawley rats (purchased from Experimental Animal Center of Peking university, China) naturally gave birth to 55 neonatal rats from which 40 were selected and randomly divided into a hyperoxia group and a control group (N = 20, each). Thirty-two BPD patient samples are from Neonatal Department of the second Hospital of Jilin University from November 30, 2016 to May 1 2019.In present study, we observed that lung tissues of the control group did not undergo obvious pathological changes, whereas in the hyperoxia group, lung tissues had disordered structures. With increased time of hyperoxia exposure, the alveolar wall became attenuated. Under hypoxia conditions, the activity of oxidative stress-related enzymes (CAT, GSH-Px, SOD) in lung samples was significantly lower than that before treatment. The expression level of Keap1 mRNA and protein in the hyperoxia group was slightly lower than that of control group. The expression of Nrf2 and HO-1 mRNA and protein in the hyperoxia group was significantly higher than that of control group. For the infants with BPD, we found that the activity of SOD, GSH-Px, and CAT was significantly different from those of control group.We constructed a premature BPD animal model and found the abnormal of oxidative stress in different groups and the expression levels of Keap1/Nrf2 signaling pathway-related molecules, and we validated the results in premature infants with BPD.