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

宋桂敏　李　飛　高　月

(遼寧醫學院附屬第三醫院心血管內科，遼寧　錦州　121000)

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

宋桂敏李飛高月

(遼寧醫學院附屬第三醫院心血管內科，遼寧錦州121000)

目的探討白細胞介素(IL)-18、細胞間黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及對呼吸功能的影響。方法60只SD大鼠隨機分為研究組與對照組。研究組復制左心缺血再灌注肺損傷模型并與BL-420生物信號采集分析系統相聯，對照組不進行左冠狀動脈前降支結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時間點時的IL-18、ICAM-1表達情況，同時對比外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平、動脈血氧分壓與呼吸曲線等。結果缺血30 min、再灌注30、60 min時研究組IL-18、ICAM-1表達均明顯高于對照組，外周血及支氣管肺泡灌洗液中IL-18水平均明顯高于對照組，呼吸曲線幅度、強度、持續時間均明顯低于對照組(P<0.05)。結論IL-18能夠激活ICAM-1釋放增多，吸引白細胞在肺循環發生黏附聚集釋放反應，導致炎性細胞因子的進一步釋放，造成肺炎癥反應失衡，繼而引起大鼠急性炎癥損傷并導致呼吸功能的下降。

白細胞介素-18；細胞間黏附因子-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〔1〕。對于此類患者的臨床治療，若進行溶栓治療則不但不能夠改善病情，還可能導致呼吸衰竭的發生〔2〕。探討左心缺血再灌注后急性肺損傷的機制，對臨床治療急性左心心肌梗死具有較高的臨床價值。本研究探討白細胞介素(IL)-18、細胞間黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺損傷中的作用及其對呼吸功能的影響。

1　資料與方法

1.1實驗動物納入SD大鼠共60只，體重為250～350 g，雌雄各半，隨機分為研究組與對照組，每組30只，雌雄各半。

1.2主要儀器與試劑BL-420生物信號采集分析系統；IL-18酶聯檢測試劑盒；IL-5與ICAM-1 sp-0023免疫組化試劑盒。

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

1.4統計學方法采用SPSS16.0統計學軟件進行t檢驗，χ2檢驗，Spearman檢驗。

2　結　果

2.1兩組肺組織中IL-18、ICAM-1表達情況比較見表1，表2。

表1　兩組各時間點IL-18陽性表達率比較(n,n=10)

表2　兩組SD大鼠各時間點ICAM-1陽性表達率比較(n,n=10)

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

2.2兩組PaO2水平比較各時間點研究組PaO2水平均明顯低于對照組(P<0.05)，見表3。

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

2.4兩組呼吸曲線比較各時間點研究組呼吸曲線幅度、強度、持續時間均明顯低于對照組(P<0.05)，見表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胞生成〔3，4〕，能夠作為前炎癥因子誘導其他炎癥介質的生成及釋放，同時能夠促進T細胞成熟及中性粒細胞活化〔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等細胞因子的生成及釋放，且可以促進ICAM-1生成的增加〔8，9〕。ICAM-1主要存在于內皮細胞的表面，正常情況下機體組織內不表達或低表達。但因病理性因素造成內皮細胞表達ICAM-1增加時，ICAM-1則能夠與粒細胞表面的整合素發生相互作用，進而導致白細胞黏附聚集并發生釋放反應〔10，11〕。因此，ICAM-1屬于介導中性粒細胞參與炎癥損傷級聯擴大反應的分子生物學基礎。本研究表明在左心缺血再灌注誘導的急性肺損傷中，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生的主要病理生理學基礎。肺組織中ICAM-1水平升高，能夠造成白細胞黏附聚集，繼而出現釋放反應，促進TNF-α，IL-1β及IL-6等炎性細胞因子的釋放，并進一步擴大炎癥級聯反應，從而導致炎癥反應的失衡，最終造成急性炎性損傷的發生。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.心肌梗死不同時間段基質細胞衍生因子-1含量與左心功能關系的實驗研究〔J〕.中華超聲影像學雜志,2015;24(3):254-7.

2李文明,張志揚,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胞介素10、白細胞介素18及細胞間黏附分子1水平的變化〔J〕.中國醫師進修雜志,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.細胞因子水平與膿毒性腎損傷相關性研究〔J〕.中外醫療,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.心肌梗死患者細胞間黏附分子-1基因多態性研究〔J〕.中華流行病學雜志,2005；26(9):702-6.

9周青,鄧傾,陳茜，等.抗內皮細胞黏附分子-1靶向微泡介導hAng-1基因轉染治療兔心肌缺血的實驗研究〔J〕.臨床超聲醫學雜志,2010；12(7):433-6.

10王健,黃午陽,鄭其升,等.TNF-α對人臍靜脈內皮細胞ICAM-1和VCAM-1表達的影響〔J〕.中國藥理學通報,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皮細胞炎癥損傷的機制〔J〕.中華結核和呼吸雜志,2015;38(3):196-201.

12劉俊田.動脈粥樣硬化發病的炎癥機制的研究進展〔J〕.西安交通大學學報(醫學版),2015;36(2):141-52.

〔2015-01-15修回〕

(編輯苑云杰)

宋桂敏(1974-)，女，主治醫師，主要從事臨床心血管內科研究。

R363.2

A

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