氧控制性再灌注抗犬体外循环肺缺血再灌注损伤的实验研究

摘要

肺损伤是临床体外循环(CPB)术后最主要的并发症之一。几乎所有患者均有不同程度的肺功能减退，严重者导致急性呼吸窘迫综合症。肺缺血再灌注损伤(Ischemia Reperfusion Injury，IRI)引起的肺功能障碍，是体外循环心脏手术后最常见的并发症和导致死亡的主要原因之一。
　　 高迁移族蛋白B1(HMGB1，high mobility group B1)是一种DNA结合蛋白，参与调控DNA转录等过程。进来发现核外HMGB1具有细胞因子样作用，在急性肺损伤的病理过程中具有重要作用.参与多器官缺血再灌注损伤，如肝脏、大脑和心脏。但对体外循环肺损伤的作用未见报道。
　　 氧控制性再灌注具有抗缺血再灌注损伤作用，而临床上通过体外循环氧调节器极易调节氧浓度。如果通过实验能进一步证实氧控制性再灌注对肺缺血再灌注损伤的保护作用，那么将对临床工作产生深远的意义。氧控制性再灌注对体外循环肺缺血再灌注损伤的作用未见报道。
　　 本文通过犬模型模拟临床体外循环过程，证实以下设想：1.氧控制性再灌注具有抗体外循环肺缺血再灌注损伤的作用。2.HMGBI通过与晚期糖基化终产物受体(RAGE，receptor for advanced glycation end product)结合，激活下游核因子kappa B(NF-kB)及细胞因子介导体外循环肺缺血再灌注损伤。3.氧控制性再灌注通过HMGB1信号通路抑制外循环肺缺血再灌注损伤。本研究分两部分，现摘要如下：
　　 第一部分氧控制性再灌注对犬体外循环肺缺血再灌注损伤的保护作用
　　 目的：探讨氧控制性再灌注是否具有体外循环肺IR保护作用。
　　 方法：14只犬随机分为对照组(ischemic reperfusion，I/R)和实验组(oxygencontrolled reperfusion，OCR)。两组犬均模拟临床体外循环过程进行，阻断主动脉60min，开放主动脉后辅助90min。其中对照组全程FiO280％，实验组在主动脉开放即刻调整FiO2至40％，随后每5min依次上调10％，最后达80％。检测麻醉后、主动脉开放前、开放后5min、10min、15min、20min、25min以及停机前动脉血气。在麻醉后(T1)、主动脉开放25min(T2)、主动脉开放90min(T3)分别采取肺组织于-80℃冰箱保存，部分肺组织以10％福尔马林溶液固定。应用HE染色观察肺病理变化；应用比色法检测肺组织髓过氧化物酶(MPO)活性。
　　 结果：所有指标在麻醉后两组均无统计学差异。实验组动脉血氧分压在主动脉开放后5min、10min、15min、20min均明显低于对照组。HE染色提示两组在T2、T3时点肺毛细血管扩张充血；肺泡间隔增宽、断裂；炎症细胞侵润；肺泡内液体、白细胞、纤维素渗出等肺损伤表现，而实验组表现较轻。两组MPO在T2、T3明显升高，而实验组MPO在T2、T3时点明显低于对照组。
　　 结论：氧控制性再灌注具有体外循环肺IR保护作用。
　　 第二部分：HMGB1信号通路在氧控制性再灌注抗犬体外循环肺缺血再灌注损伤过程中的作用
　　 目的：探讨HMGB1信号通路在体外循环肺IR中的作用以及氧控制性再灌注通过HMGB1信号通路抑制体外循环肺IR。
　　 方法：14只犬随机分为对照组(I/R)和实验组(OCR)。两组犬均模拟临床体外循环过程进行，阻断主动脉60min，开放主动脉后辅助90min。其中对照组全程FiO280％，实验组在主动脉开放即刻调整FiO2至40％，随后每5min依次上调10％，最后达80％。在麻醉后(T1)、主动脉开放25min(T2)、主动脉开放90min(T3)分别采取动脉血离心后上清液和肺组织于-80℃冰箱保存。应用免疫荧光、原位杂交、实时聚合酶链反应(RT-PCR)、蛋白质印迹法(western blot)以及酶联免疫吸附法(ELISA)等检验HMGB1、RAGE、NF-kB、白介素6(IL-6，interleukin6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α，tumor necrosis factorα)等的表达与含量。
　　 结果：所有指标在麻醉后两组均无统计学差异。原位杂交、免疫荧光、RT-PCR、western blot提示两组HMGB1和RAGE在T2、T3时点明显增高，而实验组与对照组比较明显降低。原位杂交提示HMGB1主要分布于肺泡上皮细胞和巨噬细胞，细胞膜、胞浆及胞核均可见表达，全程未见中性粒细胞中HMGB1阳性表达。RAGE主要分布于肺泡上皮细胞、肺间质。western blot提示两组NF-kB在T2、T3时点均增高，实验组NF-kB在T2、T3时点明显低于对照组。ELISA检测提示两组TNF-α和IL-6在T2、T3时点均增高，实验组IL-6及TNF-α在T2、T3时点明显低于对照组。线性相关与回归分析提示HMGB1与RAGE、HMGB1与NF-kB、RAGE与NF-kB、NF-kB与IL-6、TNF-α具有高度相关性。
　　 结论：1.HMGB1和RAGE参与体外循环肺lR病理过程。2.HMGB1和RAGE通过NF-kB介导调控下游IL-6和TNF-α。3.氧控制性再灌注通过HMGB1信号通路抑制体外循环肺IR。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:英文缩略词表

声明

前 言

第一部分 氧控制性再灌注对犬体外循环肺缺血再灌注损伤的保护作用

材料与方法

结 果

讨 论

结论

第二部分 HMGB1信号通路在氧控制性再灌注抗犬体外循环肺缺血再灌注损伤过程中的作用

材料与方法

结 果

讨论

结论

总结与展望

参考文献

综述 高迁移族蛋白1(High mobility group box 1)

附 图

致谢