急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是一种常见的临床疾病,若治疗不及时可发展为急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS),对人体健康构成极大的威胁,死亡率高,且目前尚无有效的治疗方案。炎症细胞的浸润是ALI最主要病理生理特征。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是细菌的主要致病成分,可引起严重的炎症反应,在肺损伤的病理机制中发挥着重要的角色。高迁移率族蛋白B1(high mobility group box-1 protein,HMGB1)发现于真核细胞内,近些年来的研究认为当HMGB1被释放至细胞外时,HMGB1可作为一种重要的细胞因子可参与内毒素诱导的急性肺损伤的过程并在其中发挥重要作用。正丁酸钠(sodium butyrate,SB)可抑制HMGB1的释放,在炎性疾病如脓毒症、失血性休克、缺血性卒中和急性肝损伤中发挥保护作用,但其在急性肺损伤中的作用及机制尚未见报道。本研究旨在通过由细菌脂多糖诱导的急性肺损伤模型,来探讨正丁酸钠是否能抑制炎症细胞因子,尤其是HMGB1的释放,从而改善急性肺损伤,进一步阐明急性肺损伤的发生机制,并为远期临床治疗急性肺损伤提供新的思路和策略。目的:本研究围绕HMGB1探讨细菌脂多糖所诱导的急性肺损伤发生机制,以期明确并验证正丁酸钠能抑制炎症因子,尤其HMGB1的释放,从而改善脂多糖所致急性肺损伤。初步阐明正丁酸钠对脂多糖诱导的急性肺损伤(ALI)的保护作用及其可能的机制,为基于HMGB1的基础与临床干预策略提供实验依据。方法:从武汉大学动物实验中心购买雄性BALB/c小鼠100只,6-8周龄、体重20-22克。适应性喂养1周后,随机分为4组:模型组(LPS造模)、正常对照组(PBS处理)、正丁酸钠预处理组(LPS造模+SB预处理)、正丁酸钠治疗组(LPS造模+SB后处理)。采用乙醚麻醉小鼠后气管注射LPS 10mg/kg建立急性肺损伤模型,正丁酸钠溶液于LPS诱导造模前30min行腹腔注射500mg/kg。LPS注射24小时后,取肺组织及肺泡灌洗液分别进行相关指标检测:(1)肺湿/干重比;(2)髓过氧化物酶活性(MPO);(3)支气管肺泡灌洗液细胞计数,如中性粒细胞数、巨噬细胞数和总细胞数;(4)病理学检查,采用苏木精-伊红染色,通过石蜡切片来检查小鼠肺损伤的炎症浸润程度;(5)酶联免疫吸附实验(ELISA),检测支气管肺泡灌洗液TNF-α和IL-6的水平;(6)Western bolt,检测HMGB1及NF-κB蛋白的表达。统计学处理:所有数据均用x?±s(均数±标准差)表示,采用SPSS17.0统计软件进行分析。主要采用单因素方差分析及显著性Student-t检验进行分析。以P<0.05表示差异具有统计学意义。结果:(1)正丁酸钠预处理减轻脂多糖所致小鼠急性肺损伤:于LPS造模前30min腹腔注射正丁酸钠,24小时后与PBS组相比,LPS组的肺湿/干重比、肺损伤严重程度评分及肺泡灌洗液(BALF)中炎性细胞计数明显增加(P<0.01);而与模型组相比,正丁酸钠预处理组肺湿/干重比、肺损伤严重程度评分及肺泡灌洗液(BALF)细胞计数则显著下降(P<0.01),提示正丁酸钠预处理可有效减轻急性肺损伤说导致肺水肿程度。(2)正丁酸钠预处理减轻LPS诱导的急性肺损伤MPO活性:与正常对照组相比,LPS组MPO活性明显升高(P<0.01);与模型组相比,正丁酸钠预处理组MPO活性显著降低(P<0.01)。(3)正丁酸钠预处理减轻了LPS诱导的急性肺损伤中细胞因子TNF-α和IL-6生成:与正常对照组相比,LPS处理组BALF中的TNF-α和IL-6的表达水平显著升高(P<0.01);与模型组相比,正丁酸钠预处理中TNF-α和IL-6的表达水平明显减低(P<0.01)。(4)正丁酸钠预处理抑制了LPS诱导的急性肺损伤HMGB1和NF-κB的激活:与正常对照组相比,模型组的HMGB1和NF-kB蛋白的表达水平显著升高;与模型组相比,正丁酸钠预处理组,HMGB1和NF-kB蛋白的表达水平显著降低。(5)正丁酸钠后处理组减轻脂多糖所致小鼠急性肺损伤:于LPS造模半小时后给予正丁酸钠治疗,24小时后,与模型组对比,正丁酸钠治疗后BALF中的总细胞数、中性粒细胞数和巨噬细胞数显著降低,急性肺损伤病理显示肺组织中的炎性浸润显著降低,肺间质水肿和肺出血也得到了有效改善。结论:(1)正丁酸钠预处理可显著减轻急性肺损伤,表现在可显著降低肺干湿重比、MPO活性和炎症细胞浸润。(2)正丁酸钠的保护作用可能与其抑制TNF-α和IL-6有关。(3)正丁酸钠的炎症保护作用与抑制HMGB1和NF-kB的表达有关。(4)正丁酸钠除了对急性肺损伤有保护作用外还有治疗作用,有望成为临床治疗急性肺损伤的重要靶点。