PFKFB3参与脂多糖诱导肺成纤维细胞及肺组织有氧糖酵解的观察性研究

目的:观察脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导肺成纤维细胞及肺组织有氧糖酵解关键酶6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2, 6-二磷酸酶3(6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3, PFKFB3）表达及其与有氧糖酵解的关系，探讨在LPS诱导肺纤维化过程中肺成纤维细胞和肺组织有氧糖酵解的潜在机制。方法:将人胚肺成纤维细胞MRC-5细胞系采用随机数字表法分为PBS对照组（PBS组）和LPS组（每组3孔），Western blot检测LPS刺激细胞6h后PFKFB3表达情况，同时免疫荧光显示PFKFB3在细胞内的定位情况；于LPS刺激后48 h采用海马细胞能量代谢仪检测细胞耗氧率（oxygen consumption rate, OCR）和产酸率（extracellular acidification rate, ECAR ），并采用比色法检测有氧糖酵解产物乳酸产生情况，同时Western blot检测LPS刺激48 h后Ⅰ型胶原蛋白合成情况。将24只C57BL/6小鼠按随机数字表法分为生理盐水对照组（C组）、LPS组（L组），每组12只，L组、C组连续5d分别腹腔注射5 mg/kg LPS、等容量生理盐水；每组各6只于造模后第7天无痛处死小鼠，取血浆和肺组织，Western blot和免疫荧光检测各组肺组织中PFKFB3表达情况，比色法检测各组小鼠血浆中乳酸的含量；剩余小鼠于造模后第28天取肺组织，一侧肺通过Western blot检测肺组织Ⅰ型胶原蛋白合成情况，另一侧肺做石蜡切片进行病理学检测。结果:与PBS组比较，LPS刺激细胞6h后PFKFB3表达明显升高（ P<0.05）；LPS刺激细胞48 h后，与PBS组比较，LPS组细胞耗氧率降低、产酸率增加，代谢产物乳酸含量明显升高（ P<0.05），同时细胞Ⅰ型胶原蛋白合成显著增加（ P<0.05）。与C组比较，L组小鼠腹腔注射LPS 7 d后肺组织中PFKFB3表达明显升高（ P<0.05），血浆乳酸含量明显升高（ P<0.05）；LPS注射28 d后，L组小鼠Ⅰ型胶原蛋白表达明显升高（ P<0.05），肺组织出现明显纤维化。 结论:在LPS诱导的肺纤维化过程中，LPS可诱导肺成纤维细胞和肺组织中PFKFB3蛋白表达，该过程与其有氧糖酵解过程相关，PFKFB3的表达上调可能是LPS诱导肺成纤维细胞和肺组织有氧糖酵解和肺纤维化的关键环节。