白细胞介素-18、细胞间黏附因子-1在大鼠左心缺血再灌注肺损伤中的作用及对呼吸功能的影响

宋桂敏　李　飞　高　月

(辽宁医学院附属第三医院心血管内科，辽宁　锦州　121000)



白细胞介素-18、细胞间黏附因子-1在大鼠左心缺血再灌注肺损伤中的作用及对呼吸功能的影响

宋桂敏李飞高月

(辽宁医学院附属第三医院心血管内科，辽宁锦州121000)

目的探讨白细胞介素(IL)-18、细胞间黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺损伤中的作用及对呼吸功能的影响。方法60只SD大鼠随机分为研究组与对照组。研究组复制左心缺血再灌注肺损伤模型并与BL-420生物信号采集分析系统相联，对照组不进行左冠状动脉前降支结扎其余操作均同研究组。观察两组肺组织在缺血30 min、再灌注30、60 min时间点时的IL-18、ICAM-1表达情况，同时对比外周血及支气管肺泡灌洗液中IL-18水平、动脉血氧分压与呼吸曲线等。结果缺血30 min、再灌注30、60 min时研究组IL-18、ICAM-1表达均明显高于对照组，外周血及支气管肺泡灌洗液中IL-18水平均明显高于对照组，呼吸曲线幅度、强度、持续时间均明显低于对照组(P<0.05)。结论IL-18能够激活ICAM-1释放增多，吸引白细胞在肺循环发生黏附聚集释放反应，导致炎性细胞因子的进一步释放，造成肺炎症反应失衡，继而引起大鼠急性炎症损伤并导致呼吸功能的下降。

白细胞介素-18；细胞间黏附因子-1；左心缺血再灌注；肺损伤

急性左心心肌梗死属于临床较为常见的急性病症，患者主要以憋闷、气喘等呼吸功能障碍为临床表现〔1〕。对于此类患者的临床治疗，若进行溶栓治疗则不但不能够改善病情，还可能导致呼吸衰竭的发生〔2〕。探讨左心缺血再灌注后急性肺损伤的机制，对临床治疗急性左心心肌梗死具有较高的临床价值。本研究探讨白细胞介素(IL)-18、细胞间黏附因子(ICAM)-1在大鼠左心缺血再灌注肺损伤中的作用及其对呼吸功能的影响。

1　资料与方法

1.1实验动物纳入SD大鼠共60只，体重为250～350 g，雌雄各半，随机分为研究组与对照组，每组30只，雌雄各半。

1.2主要仪器与试剂BL-420生物信号采集分析系统；IL-18酶联检测试剂盒；IL-5与ICAM-1 sp-0023免疫组化试剂盒。

1.3实验方法称重SD大鼠后采用25%氨基甲酸乙酯进行全身麻醉后进行固定、备皮，并进行颈外静脉插管及左侧颈总动脉插管，然后开胸找寻左冠状动脉的前降支。研究组在该血管上平行放置直径0.3 mm的银丝，并通过缝线束紧银丝后结扎，以减少动脉血流，并造成相应的心肌缺血。待结扎30 min后，提起线端并剪开结扎线，以恢复血流的供应，造成缺血后再灌注损伤。对照组则只进行穿线，并不进行结扎。两组进行胸部手术操作之前均于剑突下面作一小切口，充分暴露膈肌，并利用两个针式电极挂于膈肌两侧，将电极与BL-420生物信号采集处理系统进行连接，以记录呼吸曲线。选择缺血30 min、再灌注30、60 min 3个时间点作为观察点，在每个时间点均经颈外静脉取大鼠外周血5 ml备用。然后处死大鼠并取出肺脏，然后进行支气管肺泡灌洗，并取出支气管肺泡灌洗液5 ml备用。监测大鼠外周血动脉血氧分压(PaO2)。取各肺右下叶并采用4%多聚甲醛进行固定备石蜡包埋、切片、免疫组化分析。

1.4统计学方法采用SPSS16.0统计学软件进行t检验，χ2检验，Spearman检验。

2　结　果

2.1两组肺组织中IL-18、ICAM-1表达情况比较见表1，表2。

表1　两组各时间点IL-18阳性表达率比较(n,n=10)

表2　两组SD大鼠各时间点ICAM-1阳性表达率比较(n,n=10)

研究组在缺血30 min、再灌注30、60 min时IL-18、ICAM-1阳性表达率均明显高于对照组(P<0.05)，研究组肺组织在缺血30 min、再灌注30、60 min时IL-18表达增多与ICAM-1表达增多呈现正相关(r=0.610、0.812、0.731，均P<0.05)。

2.2两组PaO2水平比较各时间点研究组PaO2水平均明显低于对照组(P<0.05)，见表3。

2.3两组外周血及支气管肺泡灌洗液中IL-18水平比较各时间点研究组外周血及支气管肺泡灌洗液中IL-18水平均明显高于对照组(P<0.05)，见表4。

2.4两组呼吸曲线比较各时间点研究组呼吸曲线幅度、强度、持续时间均明显低于对照组(P<0.05)，见表5。

表3　两组PaO2水平比较

表4　两组外周血及支气管肺泡灌洗液中IL-18水平比较

表5　两组呼吸曲线比较

3　讨　论

IL-18主要由活化的肺巨噬细胞生成〔3，4〕，能够作为前炎症因子诱导其他炎症介质的生成及释放，同时能够促进T细胞成熟及中性粒细胞活化〔5～7〕。此外，IL-18还能够显著增加肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-16、IL-8等细胞因子的生成及释放，且可以促进ICAM-1生成的增加〔8，9〕。ICAM-1主要存在于内皮细胞的表面，正常情况下机体组织内不表达或低表达。但因病理性因素造成内皮细胞表达ICAM-1增加时，ICAM-1则能够与粒细胞表面的整合素发生相互作用，进而导致白细胞黏附聚集并发生释放反应〔10，11〕。因此，ICAM-1属于介导中性粒细胞参与炎症损伤级联扩大反应的分子生物学基础。本研究表明在左心缺血再灌注诱导的急性肺损伤中，IL-18的释放及IL-18所激活的ICAM-1释放增加是急性肺损伤发生的主要病理生理学基础。肺组织中ICAM-1水平升高，能够造成白细胞黏附聚集，继而出现释放反应，促进TNF-α，IL-1β及IL-6等炎性细胞因子的释放，并进一步扩大炎症级联反应，从而导致炎症反应的失衡，最终造成急性炎性损伤的发生。组织损伤则能够造成器官功能的损伤〔12〕。

1杨媛媛,史琪,穆玉明，等.心肌梗死不同时间段基质细胞衍生因子-1含量与左心功能关系的实验研究〔J〕.中华超声影像学杂志,2015;24(3):254-7.

2李文明,张志扬,谢文韬,等.重组人脑利钠肽治疗急性心肌梗死并左心功能不全临床观察〔J〕.中华临床医师杂志(电子版),2015;4(8):1302-6.

3刘丹,李美琪,周秀华,等.重症颅脑损伤患者血清白细胞介素10、白细胞介素18及细胞间黏附分子1水平的变化〔J〕.中国医师进修杂志,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杨淑君.细胞因子水平与脓毒性肾损伤相关性研究〔J〕.中外医疗,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,李艳,张平安，等.心肌梗死患者细胞间黏附分子-1基因多态性研究〔J〕.中华流行病学杂志,2005；26(9):702-6.

9周青,邓倾,陈茜，等.抗内皮细胞黏附分子-1靶向微泡介导hAng-1基因转染治疗兔心肌缺血的实验研究〔J〕.临床超声医学杂志,2010；12(7):433-6.

10王健,黄午阳,郑其升,等.TNF-α对人脐静脉内皮细胞ICAM-1和VCAM-1表达的影响〔J〕.中国药理学通报,2013;29(8):1179-80.

11梁磊,陈怀永,吴琦，等.核因子-κB在肺气肿合并间歇低氧大鼠内皮细胞炎症损伤的机制〔J〕.中华结核和呼吸杂志,2015;38(3):196-201.

12刘俊田.动脉粥样硬化发病的炎症机制的研究进展〔J〕.西安交通大学学报(医学版),2015;36(2):141-52.

〔2015-01-15修回〕

(编辑苑云杰)

宋桂敏(1974-)，女，主治医师，主要从事临床心血管内科研究。

R363.2

A

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