前列腺素E1預處理對缺血再灌注肺組織TNF—α和PAF表達的影響

蔡曉菲　焦桂萍

【摘要】 目的 觀察大鼠肺缺血再灌注（LIRI）損傷后腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、血小板活化因子（PAF）含量及相關酶學變化， 探討前列腺素E1預處理對大鼠肺LIRI的保護作用。方法 建立原位阻斷肺門的大鼠肺缺血再灌注模型， 將54只雄性清潔級SD大鼠隨機分成假手術組（SO組）、LIRI組（IR組）和前列腺素E1組（PGE1組）， 每組18只。每組均分別在缺血45 min， 再灌注1、2 h三個時間點處死大鼠， 比較三組大鼠不同時間點肺組織病理學改變及肺組織干/濕重（D/W）比值， TNF-α、PAF水平， 丙二醛（MDA）濃度及超氧化物歧化酶（SOD）活性表達水平。結果 PGE1組肺組織D/W比值， TNF-α、PAF、MDA濃度及SOD活性水平均較IR組顯著改善， 差異有統計學意義（P<0.05）。結論 前列腺素E1預處理可以減輕LIRI肺損傷， 其可能機制是通過減輕LIRI后的炎癥反應而起到肺組織保護作用。

【關鍵詞】 前列腺素E1；缺血再灌注；肺；腫瘤壞死因子-α；血小板活化因子

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.07.214

前列腺素E1長期作為一種血管擴張劑及抑制血小板聚集劑用于急性肺損傷的臨床治療。國外有文獻表明PGE1對LIRI后的炎性介質具有調節作用， 可阻斷LIRI現象的發生。然而目前國內關于PGE1對LIRI影響的臨床研究甚少， 且作為炎性介質PAF對于LIRI的影響更是少有報道。本研究通過建立大鼠肺LIRI損傷模型， 觀察PGE1對肺內炎性介質TNF-α、PAF及相關酶學表達的影響， 探討其對LIRI的保護作用機制， 為其臨床研究提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 材料 選取健康成年雄性清潔級SD大鼠54只， 重量280～350 g， 由鄭州大學醫學院實驗動物中心提供。隨機分為三組：假手術組（SO組）、LIRI組（IR組）、前列腺素E1組（PGE1組）， 每組18只。每組隨機再分缺血45 min， LIRI后1、2 h 三個亞組， 每個亞組6只。

1. 2 動物模型制備 IR組：取大鼠稱重， 予3%戊巴比妥鈉30 mg/kg腹腔注射麻醉， 麻醉滿意后氣管切開插管接DH-140B型動物人工呼吸機（f=70次/分、I∶E=1.25∶1、V=10～15 ml/kg）， 大鼠右側臥位， 經左前側第5肋間進入胸腔， 解剖左側肺門。肝素50 U用生理鹽水稀釋至500 μl經陰莖背靜脈注射， 5 min后于肺充盈狀態下用無創微血管夾依次夾閉左肺動脈、支氣管與肺靜脈， 45 min后放開血管夾恢復灌注和通氣， 造成LIRI模型。再灌注期間腹腔注射生理鹽水0.5 ml/h， 各組均分別于缺血45 min和再灌注1、2 h后經頸動脈放血處死大鼠。SO組：完成除夾閉肺門的其他一切手術操作， 余同IR組。PGE1組：缺血前5 min陰莖背靜脈注射PGE1（北京泰德制藥有限公司）（10 μg/kg溶于0.5 ml生理鹽水）， 余同IR組。

1. 3 檢測指標及方法

1. 3. 1 肺組織切片病理學觀察 取部分左肺上葉組織10%中性甲醛固定， 常規脫水、包埋、切片、脫蠟、HE染色， 光鏡下觀察細胞形態學變化。

1. 3. 2 肺組織干/濕重比測定 取部分左肺下葉組織， 濾紙吸干表面液體， 稱其濕重。然后置入恒溫干燥箱（80℃）， 烘烤48 h后取出稱其干重， 計算D/W。

1. 3. 3 肺組織TNF-α、PAF含量測定 采用雙抗體夾心ELISA法測定10%肺組織勻漿TNF-α、PAF含量， 嚴格按照試劑盒說明書進行。

1. 3. 4 肺組織SOD、MDA水平測定 取10%肺組織勻漿測定SOD、MDA水平， 操作步驟按照南京建成生物工程研究所提供的試劑盒說明書。

1. 4 統計學方法 采用SPSS18.0統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 組內比較采用重復測量的方差分析， 組間比較采用單因素方差分析。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2. 1 肺組織病理切片結果 SO組：肺泡結構完整， 毛細血管內無充血， 肺泡腔內無或少許白細胞、紅細胞滲出。IR組：部分肺泡萎陷不張， 毛細血管明顯擴張、充血， 肺泡腔及肺間質可見大量白細胞、紅細胞滲出， 水腫液明顯滲出。PGE1組：肺泡結構尚可， 毛細血管輕度充血， 各時間點肺間隔及肺泡腔出血、滲出較IR組明顯減輕。

2. 2 肺組織D/W比值比較 缺血45 min三組大鼠肺組織D/W比值差異無統計學意義（P>0.05）；IR組及PGE1組隨再灌注時間延長D/W比值逐漸下降， 與SO組比較差異有統計學意義（P<0.05或P<0.01）；PGE1組再灌注各時間點肺組織D/W比值下降無IR組顯著， 再灌注2 h兩組比較差異有統計學意義（P<0.01）。見表1。

2. 3 肺組織TNF-α、PAF含量比較 SO組各時間點TNF-α、PAF含量差異無統計學意義（P>0.05）；IR組及PGE1組兩指標再灌注各時間點與SO組比較比較差異有統計學意義（P<0.05）；PGE1組兩指標隨時間延長亦有升高， 但低于IR組， 兩組TNF-α（再灌注2 h）、PAF（再灌注1、2 h）比較差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2. 4 肺組織MDA濃度和SOD活性水平比較 PGE1及IR組再灌注各時間點肺組織MDA、SOD均較SO組有改善， 差異有統計學意義（P<0.05或0.01）；且 PGE1組兩指標改善情況與IR組比較， 差異有統計學意義（P<0.05或0.01）。見表3。

3 討論

LIRI是由多種炎性介質和效應細胞共同參與的一種呈級聯放大的瀑布樣炎癥損傷， 檢測炎性指標PAF、TNF-α的變化可以很好的表示LIRI后肺組織因炎癥所致的損害程度[1]。PAF是具有廣泛生物活性的脂類炎性介質， 是迄今為止發現的最強的血小板聚集誘導劑， 亦是內源性炎癥過程啟動與放大的重要調節遞質， 其通過與相應受體結合而參與LIRI的發生發展。TNF-α是LIRI過程中最早釋放的細胞因子， 對其他細胞因子起誘導和調節作用， 通過多種途徑引起肺損傷。TNF-α拮抗劑可有效中和TNF-α并阻斷其生物學活性， 抑制炎性細胞因子釋放從而起到減輕LIRI的作用。由上可知， TNF-α、PAF是LIRI過程中具有關鍵作用的炎性因子， 抑制其生成有助于缺血肺功能的恢復。本實驗中作者采用大鼠肺缺血再灌注模型， 發現IR組TNF-α、PAF含量在再灌注各時間點均較SO組明顯升高（P<0.05）， PGE1組各時間點兩者含量均低于IR組而顯著高于SO組（P<0.05）， 說明PGE1能減少肺組織TNF-α、PAF含量達到肺組織的保護作用。

正常情況下， 肺內氧化與抗氧化系統處于平衡狀態， 而機體缺血缺氧后可釋放大量炎性細胞因子及氧自由基， 肺組織中MDA含量和SOD活性可判定LIRI后肺的氧化和抗氧化能力及氧自由基對肺組織攻擊的嚴重程度。實驗中觀察到：IR組大鼠肺組織MDA含量顯著升高， SOD活性下降；而PGE1組MDA含量低于IR組， SOD活性高于IR組（P<0.05）。表明PGE1缺血前干預LIRI能增強機體對氧自由基的清除， 具有抗脂質過氧化反應， 從而減輕LIRI造成的肺組織損傷。肺水腫是LIRI的一個重要的病理改變， 而D/W比值可反應肺組織充血水腫的程度， 間接評價LIRI后肺損傷情況。本實驗中觀察到IR組在再灌注各時間點D/W比值隨時間逐漸減低， 而PGE1組D/W比值亦下降， 但下降沒有IR組顯著。同時， 光鏡下亦觀察到PGE1組肺泡腔及間質白細胞、紅細胞浸潤、滲出較IR組減輕。

脂質體前列腺素E1（Lipo-PGE1）以脂質體微球作為藥物載體， 減少了藥物毒副作用并增強臨床療效。Lipo-PGE1能選擇性地活化中性粒細胞（PMN）， 從而增強PGE1對PMN的靶向抗炎作用， 抑制肺內PMN聚集活化， 減輕大鼠急性肺損傷。文獻表明Lipo-PGE1屬于抗炎因子， 通過抑制TNF-α、PAF等炎性介質的產生及釋放從而發揮肺組織保護作用[2]。

綜上所述， Lipo-PGE1預處理可以減輕缺血再灌注肺損傷， 其保護作用機制可能與下調TNF-α、PAF的表達以及抑制PMN浸潤和激活有關。

參考文獻

[1] 倪程耀， 陳新， 吳勝軍.免疫因素在大鼠肺缺血再灌注損傷中的作用.中國老年學雜志， 2014， 34（18）：5192-5193.

[2] 陳立新， 劉德昭.前列地爾對圍術期機械通氣肺損傷的肺保護作用.實用醫學雜志， 2011， 27（3）：2432-2434.

[收稿日期：2015-11-11]