白細(xì)胞介素-18、細(xì)胞間黏附因子-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及對(duì)呼吸功能的影響

宋桂敏　李　飛　高　月

(遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院心血管內(nèi)科，遼寧　錦州　121000)

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白細(xì)胞介素-18、細(xì)胞間黏附因子-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及對(duì)呼吸功能的影響

宋桂敏李飛高月

(遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院心血管內(nèi)科，遼寧錦州121000)

目的探討白細(xì)胞介素(IL)-18、細(xì)胞間黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及對(duì)呼吸功能的影響。方法60只SD大鼠隨機(jī)分為研究組與對(duì)照組。研究組復(fù)制左心缺血再灌注肺損傷模型并與BL-420生物信號(hào)采集分析系統(tǒng)相聯(lián)，對(duì)照組不進(jìn)行左冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎其余操作均同研究組。觀察兩組肺組織在缺血30 min、再灌注30、60 min時(shí)間點(diǎn)時(shí)的IL-18、ICAM-1表達(dá)情況，同時(shí)對(duì)比外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平、動(dòng)脈血氧分壓與呼吸曲線等。結(jié)果缺血30 min、再灌注30、60 min時(shí)研究組IL-18、ICAM-1表達(dá)均明顯高于對(duì)照組，外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平均明顯高于對(duì)照組，呼吸曲線幅度、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。結(jié)論IL-18能夠激活I(lǐng)CAM-1釋放增多，吸引白細(xì)胞在肺循環(huán)發(fā)生黏附聚集釋放反應(yīng)，導(dǎo)致炎性細(xì)胞因子的進(jìn)一步釋放，造成肺炎癥反應(yīng)失衡，繼而引起大鼠急性炎癥損傷并導(dǎo)致呼吸功能的下降。

白細(xì)胞介素-18；細(xì)胞間黏附因子-1；左心缺血再灌注；肺損傷

急性左心心肌梗死屬于臨床較為常見(jiàn)的急性病癥，患者主要以憋悶、氣喘等呼吸功能障礙為臨床表現(xiàn)〔1〕。對(duì)于此類患者的臨床治療，若進(jìn)行溶栓治療則不但不能夠改善病情，還可能導(dǎo)致呼吸衰竭的發(fā)生〔2〕。探討左心缺血再灌注后急性肺損傷的機(jī)制，對(duì)臨床治療急性左心心肌梗死具有較高的臨床價(jià)值。本研究探討白細(xì)胞介素(IL)-18、細(xì)胞間黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及其對(duì)呼吸功能的影響。

1　資料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物納入SD大鼠共60只，體重為250～350 g，雌雄各半，隨機(jī)分為研究組與對(duì)照組，每組30只，雌雄各半。

1.2主要儀器與試劑BL-420生物信號(hào)采集分析系統(tǒng)；IL-18酶聯(lián)檢測(cè)試劑盒；IL-5與ICAM-1 sp-0023免疫組化試劑盒。

1.3實(shí)驗(yàn)方法稱重SD大鼠后采用25%氨基甲酸乙酯進(jìn)行全身麻醉后進(jìn)行固定、備皮，并進(jìn)行頸外靜脈插管及左側(cè)頸總動(dòng)脈插管，然后開胸找尋左冠狀動(dòng)脈的前降支。研究組在該血管上平行放置直徑0.3 mm的銀絲，并通過(guò)縫線束緊銀絲后結(jié)扎，以減少動(dòng)脈血流，并造成相應(yīng)的心肌缺血。待結(jié)扎30 min后，提起線端并剪開結(jié)扎線，以恢復(fù)血流的供應(yīng)，造成缺血后再灌注損傷。對(duì)照組則只進(jìn)行穿線，并不進(jìn)行結(jié)扎。兩組進(jìn)行胸部手術(shù)操作之前均于劍突下面作一小切口，充分暴露膈肌，并利用兩個(gè)針式電極掛于膈肌兩側(cè)，將電極與BL-420生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)進(jìn)行連接，以記錄呼吸曲線。選擇缺血30 min、再灌注30、60 min 3個(gè)時(shí)間點(diǎn)作為觀察點(diǎn)，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均經(jīng)頸外靜脈取大鼠外周血5 ml備用。然后處死大鼠并取出肺臟，然后進(jìn)行支氣管肺泡灌洗，并取出支氣管肺泡灌洗液5 ml備用。監(jiān)測(cè)大鼠外周血?jiǎng)用}血氧分壓(PaO2)。取各肺右下葉并采用4%多聚甲醛進(jìn)行固定備石蠟包埋、切片、免疫組化分析。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)，χ2檢驗(yàn)，Spearman檢驗(yàn)。

2　結(jié)　果

2.1兩組肺組織中IL-18、ICAM-1表達(dá)情況比較見(jiàn)表1，表2。

表1　兩組各時(shí)間點(diǎn)IL-18陽(yáng)性表達(dá)率比較(n,n=10)

表2　兩組SD大鼠各時(shí)間點(diǎn)ICAM-1陽(yáng)性表達(dá)率比較(n,n=10)

研究組在缺血30 min、再灌注30、60 min時(shí)IL-18、ICAM-1陽(yáng)性表達(dá)率均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，研究組肺組織在缺血30 min、再灌注30、60 min時(shí)IL-18表達(dá)增多與ICAM-1表達(dá)增多呈現(xiàn)正相關(guān)(r=0.610、0.812、0.731，均P<0.05)。

2.2兩組PaO2水平比較各時(shí)間點(diǎn)研究組PaO2水平均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表3。

2.3兩組外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平比較各時(shí)間點(diǎn)研究組外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表4。

2.4兩組呼吸曲線比較各時(shí)間點(diǎn)研究組呼吸曲線幅度、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表5。

表3　兩組PaO2水平比較

表4　兩組外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平比較

表5　兩組呼吸曲線比較

3　討　論

IL-18主要由活化的肺巨噬細(xì)胞生成〔3，4〕，能夠作為前炎癥因子誘導(dǎo)其他炎癥介質(zhì)的生成及釋放，同時(shí)能夠促進(jìn)T細(xì)胞成熟及中性粒細(xì)胞活化〔5～7〕。此外，IL-18還能夠顯著增加腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-16、IL-8等細(xì)胞因子的生成及釋放，且可以促進(jìn)ICAM-1生成的增加〔8，9〕。ICAM-1主要存在于內(nèi)皮細(xì)胞的表面，正常情況下機(jī)體組織內(nèi)不表達(dá)或低表達(dá)。但因病理性因素造成內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)ICAM-1增加時(shí)，ICAM-1則能夠與粒細(xì)胞表面的整合素發(fā)生相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致白細(xì)胞黏附聚集并發(fā)生釋放反應(yīng)〔10，11〕。因此，ICAM-1屬于介導(dǎo)中性粒細(xì)胞參與炎癥損傷級(jí)聯(lián)擴(kuò)大反應(yīng)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。本研究表明在左心缺血再灌注誘導(dǎo)的急性肺損傷中，IL-18的釋放及IL-18所激活的ICAM-1釋放增加是急性肺損傷發(fā)生的主要病理生理學(xué)基礎(chǔ)。肺組織中ICAM-1水平升高，能夠造成白細(xì)胞黏附聚集，繼而出現(xiàn)釋放反應(yīng)，促進(jìn)TNF-α，IL-1β及IL-6等炎性細(xì)胞因子的釋放，并進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的失衡，最終造成急性炎性損傷的發(fā)生。組織損傷則能夠造成器官功能的損傷〔12〕。

1楊媛媛,史琪,穆玉明，等.心肌梗死不同時(shí)間段基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1含量與左心功能關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.中華超聲影像學(xué)雜志,2015;24(3):254-7.

2李文明,張志揚(yáng),謝文韜,等.重組人腦利鈉肽治療急性心肌梗死并左心功能不全臨床觀察〔J〕.中華臨床醫(yī)師雜志(電子版),2015;4(8):1302-6.

3劉丹,李美琪,周秀華,等.重癥顱腦損傷患者血清白細(xì)胞介素10、白細(xì)胞介素18及細(xì)胞間黏附分子1水平的變化〔J〕.中國(guó)醫(yī)師進(jìn)修雜志,2010;33(33):31-2.

4Wang Y,Mingli J,Chen L,etal.Breviscapine reduces acute lung injury induced by left heart ischemic reperfusion in rats by inhibiting the expression of ICAM-1 and IL-18〔J〕.Exp Ther Med,2013;6(5):1322-6.

5Perejaslov A,Chooklin S,Bihalskyy I,etal.Implication of interleukin 18 and intercellular adhesion molecule(ICAM)-1 in acute pancreatitis〔J〕.Hepatogastroenterology,2008;55(86/87):1806-13.

6楊淑君.細(xì)胞因子水平與膿毒性腎損傷相關(guān)性研究〔J〕.中外醫(yī)療,2010;29(3):5-6.

7Elsherbiny NM,AbdElGalil KH,Gabr MM,etal.Reno-protective effect of NECA in diabetic nephropathy:implication of IL-18 and ICAM-1〔J〕.Euro Cytok Network,2012;23(3):78-86.

8汪明,李艷,張平安，等.心肌梗死患者細(xì)胞間黏附分子-1基因多態(tài)性研究〔J〕.中華流行病學(xué)雜志,2005；26(9):702-6.

9周青,鄧傾,陳茜，等.抗內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1靶向微泡介導(dǎo)hAng-1基因轉(zhuǎn)染治療兔心肌缺血的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2010；12(7):433-6.

10王健,黃午陽(yáng),鄭其升,等.TNF-α對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞ICAM-1和VCAM-1表達(dá)的影響〔J〕.中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2013;29(8):1179-80.

11梁磊,陳懷永,吳琦，等.核因子-κB在肺氣腫合并間歇低氧大鼠內(nèi)皮細(xì)胞炎癥損傷的機(jī)制〔J〕.中華結(jié)核和呼吸雜志,2015;38(3):196-201.

12劉俊田.動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病的炎癥機(jī)制的研究進(jìn)展〔J〕.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2015;36(2):141-52.

〔2015-01-15修回〕

(編輯苑云杰)

宋桂敏(1974-)，女，主治醫(yī)師，主要從事臨床心血管內(nèi)科研究。

R363.2

A

1005-9202(2016)18-4442-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.18.017