【摘要】：研究背景 機械通氣在臨床麻醉中為應(yīng)用肌松藥的全身麻醉患者提供呼吸支持，是全身麻醉不可缺少的一部分，也是臨床上治療急性呼吸窘迫綜合癥（acuterespiratory distress syndrome，ARDS）和其他原因所致呼吸衰竭的主要手段之一，但其本身就具有致肺損傷作用，稱之為機械通氣性肺損傷（ventilator-induced lung injury，VILI），減輕VILI的通氣策略能夠降低ARDS患者的死亡率。對需行機械通氣支持治療的ARDS或其他高�；颊�，預(yù)防和減輕機械通氣性肺損傷成為麻醉圍手術(shù)期醫(yī)學(xué)和危重病醫(yī)學(xué)研究的熱點和難點。 以往認(rèn)為VILI的發(fā)生機制為肺氣壓傷（暴露于過高的跨肺壓）、肺容積傷（肺泡過度膨脹）、肺不張傷（肺泡反復(fù)開放關(guān)閉）等機械傷，現(xiàn)在研究的焦點則為“生物傷”，即機械性物理作用可以作用到效應(yīng)細(xì)胞內(nèi)各種信號傳導(dǎo)途徑，參與基因的調(diào)控，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、損傷、遷移或各種表型的改變，觸發(fā)一系列炎癥反應(yīng)、炎癥介質(zhì)級聯(lián)散播效應(yīng)，引起局部甚至系統(tǒng)性的炎癥反應(yīng)，在肺損傷中發(fā)揮重要作用。 在肺部炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展過程中，機體固有免疫系統(tǒng)發(fā)揮重要作用，其中巨噬細(xì)胞是固有免疫的重要環(huán)節(jié)。肺泡巨噬細(xì)胞是肺部常駐細(xì)胞，是肺部第一道固有免疫屏障，當(dāng)肺部受病原體侵襲或傷害性刺激時，肺泡巨噬細(xì)胞早期活化，并啟動免疫炎癥反應(yīng)，在VILI產(chǎn)生機制中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用，但機械通氣中肺泡巨噬細(xì)胞活化的啟動、激活、調(diào)控機制尚未完全闡明。 Notch信號通路在巨噬細(xì)胞的免疫應(yīng)答中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，其可能參與巨噬細(xì)胞活化并調(diào)節(jié)成熟巨噬細(xì)胞的功能。Notch信號通路和TLR (Toll-likereceptor，TLR)4通路可能存在交互作用，后者已經(jīng)被證明在機械通氣肺損傷發(fā)揮重要作用。因此，Notch信號通路在機械通氣肺損傷中可能也發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。 全身麻醉藥的器官保護作用是麻醉學(xué)領(lǐng)域研究的方向和熱點，其中常用吸入麻醉藥異氟烷對各種原因引起的肺損傷有保護作用。異氟烷可以減輕各種因素導(dǎo)致的肺部炎癥，從而減輕肺損傷。體外研究也證明異氟烷可以減輕巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，這可能是其減輕機械通氣肺損傷的機制之一。異氟烷可以調(diào)節(jié)Notch信號通路表達，從而發(fā)揮其在腦缺血性損傷中的保護作用。Notch信號通路可以通過NF-κB途徑調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能，這在機械通氣肺損傷中可能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。異氟烷也可以通過抑制NF-κB活性減少單核細(xì)胞受LPS刺激所產(chǎn)生的炎性因子，對NF-κB途徑的抑制也參與其器官保護作用機制。因此，Notch信號通路可能是異氟烷肺保護效應(yīng)時的作用靶點。異氟烷可能通過對巨噬細(xì)胞Notch信號通路的調(diào)控，抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮其在機械通氣肺損傷中的保護作用。 研究闡明Notch信號通路在機械通氣肺損傷中的作用及機制，有利于為臨床上干預(yù)機械通氣肺損傷提供新的線索和靶點；研究異氟烷對機械通氣肺損傷及Notch信號的影響，可以為異氟烷在機械通氣患者的應(yīng)用提供新的理論支持。 第一部分機械通氣對肺泡巨噬細(xì)胞Notch信號通路激活的影響 目的：建立小鼠機械通氣肺損傷模型，研究機械通氣對肺泡巨噬細(xì)胞Notch信號通路激活的影響。 方法： C57BL/6小鼠隨機分為3組（n=6）：對照組（Con）、低潮氣量組（LVT，，VT=7ml/kg）和高潮氣量組（HVT，VT=20ml/kg）。機械通氣均持續(xù)4小時，于機械通氣后取肺組織，通過肺組織病理學(xué)檢查、肺組織濕干重量比、肺EBA滲透指數(shù)、肺泡灌洗液中蛋白含量評估肺損傷情況，肺泡灌洗液中細(xì)胞總數(shù)和炎性因子測定評估肺部炎癥反應(yīng)，并于機械通氣后分離收集肺巨噬細(xì)胞PCR檢測Hes-1、Hes-5mRNA水平，Western Blot方法檢測NICD、Hes-1、Hes-5蛋白含量，免疫熒光進一步評價相關(guān)蛋白在巨噬細(xì)胞中的表達情況。 結(jié)果：和對照組相比，高潮氣量機械通氣可以誘發(fā)肺損傷，增加肺組織濕干重比、EBA滲透指數(shù)及肺泡灌洗液蛋白含量，增加細(xì)胞灌洗液中細(xì)胞總數(shù)及TNF-α、IL-6、MIP-2等炎性因子的表達。機械通氣后分離收集肺巨噬細(xì)胞，RT-PCR顯示高潮氣量機械通氣后Hes-1基因水平未有明顯變化，而Hes-5水平明顯上調(diào)；Western Blot顯示高潮氣量通氣4小時后肺巨噬細(xì)胞中NICD、Hes-5的蛋白水平明顯上調(diào)，Hes-1蛋白水平未有明顯變化，細(xì)胞免疫熒光顯示巨噬細(xì)胞中Hes-5的蛋白水平明顯上調(diào)。 結(jié)論：高潮氣量機械通氣可以上調(diào)肺泡巨噬細(xì)胞中Notch信號通路相關(guān)蛋白分子，激活巨噬細(xì)胞Notch信號通路。 第二部分Notch信號通路在機械通氣肺損傷中的作用及機制 目的：1、研究機械通氣肺損傷中肺泡巨噬細(xì)胞Notch信號上調(diào)的是否受TLR4調(diào)控；2、研究Notch信號通路在機械通氣肺損傷中的作用及機制。 方法：1、野生型小鼠和TLR4基因敲除小鼠（n=6）在機械通氣肺損傷后分別評估肺泡巨噬細(xì)胞中NICD的表達情況，探究Notch信號通路的上調(diào)是否受TLR4途徑調(diào)控。2、在機械通氣前經(jīng)腹腔給予Notch信號通路抑制劑DAPT100mg/kg。對照組和高潮氣量通氣組給予等劑量DAPT的溶劑DMSO作為對照。機械通氣結(jié)束后，評估肺損傷情況，測定肺泡灌洗液炎性因子評估肺部炎癥反應(yīng)，分離收集肺巨噬細(xì)胞，Western Blot方法檢測NICD、Hes-5、p-IκBα和IκBα蛋白含量。 結(jié)果：1、在高潮氣量機械通氣4小時后，野生型小鼠肺泡巨噬細(xì)胞NICD蛋白表達水平上調(diào)，而TLR4基因敲除小鼠巨噬細(xì)胞中NICD蛋白無明顯上調(diào)。2、DAPT組NICD和Hes-5水平明顯下降，肺損傷程度明顯輕于單純高潮氣量通氣組，肺組織濕干重量比、肺EBA滲透指數(shù)、肺泡灌洗液中蛋白含量平均低于高潮氣量通氣組；DAPT降低肺泡灌洗液中TNF-α、IL-6、MIP-2等炎性因子水平。高潮氣量機械通氣后肺巨噬細(xì)胞磷酸化IκBα（p-IκBα）蛋白表達水平表達上調(diào)，IκBα蛋白降解增多，DAPT可以抑制高潮氣量機械通氣后肺泡巨噬細(xì)胞中p-IκBα的上調(diào)和IκBα蛋白的降解。 結(jié)論：機械通氣肺損傷中Notch信號通路的表達變化受TLR4調(diào)控；Notch信號通路參與機械通氣肺損傷的調(diào)節(jié)，其機制可能和激活NF-κB途徑有關(guān)。 第三部分異氟烷對機械通氣肺損傷中Notch信號通路的影響 目的：研究異氟烷預(yù)處理和通氣中吸入在機械通氣肺損傷的肺保護作用以及對Notch信號通路的影響。 方法：1、C57BL/6小鼠隨機分為3組（n=6）:對照組（Con）、高潮氣量組（HVT）、異氟烷預(yù)處理組(Iso-pre)。Iso-pre組小鼠接受1.4%異氟烷的預(yù)處理后，再行VILI造模，并評估肺損傷程度及肺部炎癥，以及對Notch信號通路表達的影響。2、C57BL/6小鼠隨機分為3組（n=6）:對照組（Con）、高潮氣量組（HVT）、異氟烷處理組（Iso-vent）。Iso-vent組在通氣中吸入1.4%異氟烷，機械通氣后評估肺損傷程度及肺部炎癥，以及對Notch信號通路表達的影響。 結(jié)果：異氟烷預(yù)處理和通氣中吸入都可以一定程度上改善肺部病理學(xué)表現(xiàn)，肺組織濕干重量比、肺EBA滲透指數(shù)、肺泡灌洗液中蛋白含量均低于高潮氣量通氣組，異氟烷處理減低肺泡灌洗液中細(xì)胞總數(shù)以及TNF-α、IL-6、MIP-2等炎性因子的表達水平，并能抑制機械通氣后NICD、Hes-5的表達水平。 結(jié)論：預(yù)處理和通氣中吸入異氟烷都可能通過抑制Notch信號通路減輕機械通氣肺損傷。
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【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R614

【參考文獻】

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1 徐文敏;張t熻

本文編號：2421058