不同剂量地塞米松对不同诱因急性肺损伤大鼠细胞因子及NF-κB的影响

论文摘要

目的:急性肺损伤（acute lung injury,ALI）/急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）是失控的炎症反应,多指由严重的感染、创伤、休克等原因引起的以肺泡上皮细胞及肺毛细血管内皮细胞广泛损伤为主要表现的临床综合征。ALI/ARDS最基本病理生理改变为肺毛细血管通透性增高所致的非心源性肺水肿、透明膜形成以及微小肺不张,继而引起急性呼吸困难、顽固性低氧血症、肺顺应性降低等。临床上导致ALI/ARDS的病因达上百种,包括肺内肺外因素两类。前者包括胃内容物吸入、严重肺部感染、淹溺、肺创伤等,而后者包括脓毒症、多发伤、体外循环、复苏时输液过量、重症胰腺炎等。调查表明,脓毒症是ALI/ARDS的首位危险因素,约有40%～50%的ARDS患者与脓毒症有关,胃内容物误吸也是临床上的重要因素,约30%ARDS与胃内容物吸入有关。同时在一些危重患者中还同时存在两种或多种致病因素。虽然ALI和ARDS的病因多样,但它们是严重损伤引起机体全身免疫炎症反应失控过程中的不同阶段。严重的ALI或ALI的最终严重阶段被定义为ARDS。机体遭受严重损伤时,可诱发全身炎症反应综合征（SIRS）,进而导致多脏器功能障碍综合征（MODS）,肺是首位靶器官,ALI或ARDS出现最早,是MODS的重要组成部分。“二次打击”模式能更好地解释SIRS怎样发展成为MODS。急性肺损伤实际上是一种炎症反应,炎症介质增高伴有抗炎分子表达的下降是肺部炎症发病机制的关键。参与炎症的炎症细胞、细胞因子和炎症介质构成了ALI炎症反应和免疫调节的“细胞网络”和“细胞因子网络”,并在其发病过程中发挥重要作用。核转录因子κB（nuclear factor kappa B,NF-κB）与急性肺损伤关系密切。NF-κB是控制炎性介质和细胞因子基因表达的关键环节之一,它的活化及炎症因子的过度表达可造成细胞因子网络失衡,产生炎症反应的级联或瀑布效应。糖皮质激素（glucocorticoids,GCs）由于其强大的抗炎和细胞效应,在ALI/ARDS中的应用受到广泛重视,但糖皮质激素抗炎作用的确切机制目前还不清楚。糖皮质激素在治疗ARDS时的应用时机、剂量、疗程在学术界争议很大,不同剂量GCs的抗炎效应是否有差异尚不清楚,同时激素对不同诱因ARDS患者的治疗效果也存在较大差异,其具体机制有待于进一步探讨。因此,本研究复制了盐酸（Hydrochloric acid,HCl）,脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）的“一次打击”和LPS-HCl“二次打击”急性肺损伤（ALI）模型,比较致炎因子肿瘤坏死因子（TNF-α）、抑炎因子白介素10（IL-10）水平、核转录因子（NF-κB）表达的差异,探讨不同剂量地塞米松对不同病因急性肺损伤的干预效果及作用机制。方法:健康雄性SD大鼠72只,体重250～300g,随机分为12个组:⑴LPS组,⑵LPS+Dex1组,⑶LPS+Dex8组,⑷HCl组,⑸HCl+Dex1组,⑹HCl+Dex8组,⑺LPS-HCl组,⑻LPS-HCl+Dex1组,⑼LPS-HCl+Dex8组,⑽NS组,⑾NS+Dex1组,⑿NS+Dex8组,每组6只动物。⑴⑵⑶尾静脉注射LPS（8mg/kg）;⑷⑸⑹气管内缓慢滴注HCl（pH 1.8,2ml/kg）;⑺⑻⑼尾静脉注射LPS（4mg/kg）,4小时后,气管内缓慢滴注HCl（pH 1.8,0.5ml/kg）;⑵⑸⑻⑾为小剂量激素干预组,造模后立即腹腔注射Dex（1mg/kg）;⑶⑹⑼⑿为大剂量激素干预组,造模后立即腹腔注射Dex（8mg/kg）;⑽⑾⑿为对照组:尾静脉注射生理盐水0.6 ml。模型复制后4h,10%水合氯醛腹腔注射麻醉（4ml/kg）,开胸处死动物后立即抽取心脏血液,收集血液,离心后（3000rpm,4℃,10min）,取上清,-80℃保存,检测血清中TNF-α、IL-10的含量。取右肺前叶100 mg,提取组织核蛋白,用电泳迁移率变动分析技术（EMSA）检测肺组织中NF-κB的相对活性。取右肺下叶,10%中性福尔马林液固定,常规石蜡包埋做病理切片,通过HE染色和免疫组织化学技术（IHC）分别观察肺组织病理形态学变化并评分,检测肺组织NF-κB P65的表达。取右肺后叶及副叶进行W/D的测定（80℃,48h）。经气管插管行左肺支气管肺泡灌洗,取支气管肺泡灌洗液（BALF）,离心（1200rpm,4℃,10min）,吸取上清,-80℃保存,检测BALF中TNF-α、IL-10的含量和蛋白水平。细胞沉淀悬浮于200μl生理盐水中,进行细胞计数。结果:（1）光镜下肺组织病理评分:LPS组、HCl组和LPS-HCl组之间无明显差别（P>0.05）。给不同剂量Dex后,LPS和LPS-HCl病理评分较相应模型组均明显降低（P<0.05）;HCl+Dex1明显高于LPS+Dex1和LPS-HCl+Dex1（P<0.05）。（2）与NS组比较,LPS组、HCl组和LPS-HCl组BALF中细胞总数有明显升高（P<0.01）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组中BALF中细胞总数明显减少（P<0.05）;HCl+Dex1和LPS-HCl+Dex1均比LPS+Dex1明显升高（P<0.05）。（3）与NS组比较,LPS组、HCl组和LPS-HCl组BALF中蛋白含量均有明显升高（P<0.01）,且HCl组和LPS-HCl组均较LPS组升高（P<0.01,0.05）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组和LPS-HCl组中的蛋白含量均明显降低（P<0.05）;HCl+Dex1较HCl组明显降低（P<0.05）。（4）与NS组比,LPS组、HCl组和LPS-HCl组肺W/D均有明显升高（P<0.01）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组中肺W/D明显降低（P<0.05）;LPS-HCl+Dex1组较LPS-HCl组降低（P<0.05）。（5）LPS组、HCl组和LPS-HCl组血清和BALF中TNF-α含量显著高于NS组（P<0.01）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组与LPS-HCl组血清和BALF中TNF-α含量均减少（P<0.05）。（6）LPS组、HCl组和LPS-HCl组血清和BALF中IL-10含量显著高于NS组（P<0.01）,且HCl组BALF中IL-10比LPS和LPS-HCl组含量高（P<0.05）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组与LPS-HCl组血清和BALF中IL-10含量均增多（P<0.05）,而HCl组仅BALF中IL-10明显升高（P<0.01）（。7）免疫组化结果显示,LPS组、HCl组和LPS-HCl组可见NF-κB P65表达和分布明显多于正常组（P<0.01）,LPS组和LPS-HCl组NF-κB P65表达高于HCl组（P<0.01）,NF-κB P65阳性反应产物呈强阳性,并出现了核移位,给Dex后,LPS组、LPS-HCl组NF-κB P65表达均减少（P<0.05）,染色均明显变浅,阳性反应明显减轻。（8）EMSA结果示,LPS组、HCl组和LPS-HCl组肺组织中NF-κB水平显著高于NS组（P<0.01）。LPS组NF-κB水平显著高于HCl组和LPS-HCl组（P<0.01）。分别给予不同剂量Dex后,LPS组与LPS-HCl组肺组织中NF-κB水平均下降（P<0.01）,同一模型组不同剂量之间均无明显差异（P>0.05）。结论: （1）细胞因子介导的炎症反应是ALI/ARDS的“中心环节”,不同病因下ALI/ARDS的细胞因子水平存在一定的差异,ALI/ARDS的炎症反应可能与病因有关。（2）可引起ALI/ARDS的一次打击及二次打击均可诱导NF-κB的活化,NF-κB在ALI/ARDS发生发展过程中发挥重要的作用。ALI的发病机制可能与NF-κB表达升高所致的炎症反应失衡有关。（3）糖皮质激素可抑制ALI/ARDS的炎症反应,减轻肺损伤,与其对NF-κB的活性和细胞因子的调节作用密切相关。但不同病因ALI/ARDS,激素治疗效果不同。这可能与一次打击及二次打击模型的发病机制不同有关,更重要的是可能与NF-κB的活性与GR的数量和亲和力有关。（4）在抑制NF-κB和调控细胞因子方面,糖皮质激素对ALI/ARDS干预效果未显示出剂量依赖效应。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 附表
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 NF-κB 在ALI/ARDS 发病机制中的作用
• 致谢
• 个人简历