急性肺栓塞(Acute pulmonary embolism,APE)是严重危害人类健康的疾病,其发病率高,且呈逐年上升的趋势。尽管近年来对该病的诊断和治疗都有显著进展,但住院患者的30天死亡率仍高达10%。临床上针对中高危患者,现有的治疗主要关注于通过溶栓或祛栓来改善肺动脉的血流灌注,虽然极大地提高了伴有血流动力学不稳定患者的生存率,但并未明显改善血流动力学稳定但伴有右心室功能不全(Right ventricular dysfunction,RVD)患者的预后。随着我国人口老龄化社会的到来以及恶性肿瘤发病率的不断攀升,APE在今后的临床工作中必将更为常见。因而进一步阐明APE的病理机制并寻找降低RVD发生率、改善患者预后的治疗方法便显得尤为迫切。APE发生后,肺血管阻力的急剧升高引起肺动脉高压,从而导致的RVD是患者死亡的主要原因。较早的研究认为,右心室内压力升高所引起的右心室壁紧张和冠状动脉受压造成的缺血缺氧导致了心肌组织损伤,致使APE患者发生RVD。但随着研究的深入,人们逐渐认识到,炎症反应也在APE所造成的右心室功能变化中起着十分重要的作用。APE发生后,大量炎性细胞,特别是中性粒细胞聚集到右心室心肌组织,快速释放了大量金属基质蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs),活化的MMPs能够降解细胞外基质及多种心肌蛋白,引起心肌组织结构的破坏,减弱其收缩能力。应用白细胞抗体anti-PMN和MMPs抑制剂多西环素能够明显降低APE模型动物血清中肌钙蛋白-I(Cardiac troponin I,c-Tn I)的水平,降低实验动物的死亡率。更为重要的是,多项研究同时还证明,阻断MMPs的作用后还能明显减弱APE所造成的肺血管的收缩,降低肺动脉压力。这些结果表明,炎症反应可能同时参与了APE所导致的肺血管收缩及心肌组织结构破坏,而抑制该反应有可能在降低肺动脉压力的同时减轻右心室心肌组织损伤,从而降低RVD发生的可能或减弱其严重程度,改善APE患者的预后。但引起APE后炎症反应的具体机制尚不清楚。近年来的研究表明,细胞外的亲环素A(Cyclophilin A,Cy PA)在多种炎症相关性疾病中表达增高,作为一个关键因子,参与了疾病的炎症反应过程。在氧化应激条件下,多种炎性细胞、平滑肌细胞及激活的血小板均可分泌Cy PA到细胞外,通过与其细胞表面配体白细胞分化抗原147(Cluster of differentiation 147,CD147)结合激活ERK1/2-NF-κB信号通路,促进炎性细胞的聚集及MMPs的释放和激活,参与了类风湿关节炎、动脉粥样硬化、缺氧引起的肺动脉高压、心肌梗塞、蛛网膜下腔出血引起的早期脑损伤及缺血性脑卒中等多种疾病的炎性反应过程。但其在APE所致的炎症反应中的作用尚未见报道。鉴于以上理论基础,我们认为Cy PA/CD147信号通路同样与APE所引发的炎症反应相关,该通路通过促进炎症反应的发生促进了APE后RVD的形成。为了验证该假设,我们首先建立了大鼠的APE模型,通过观察大鼠APE后Cy PA和CD147随时间在肺组织、右心室心肌组织及血浆中的表达变化,初步探讨了其与APE发生的关系;然后通过药物或抗体干预,观察了抑制Cy PA或CD147表达后对大鼠APE模型肺动脉压力变化及右心室形态和功能变化的影响,同时检测了信号通路相关因子的表达或活化,分析探讨了其可能的作用机制。第一部分大鼠APE模型的建立及Cy PA、CD147在栓塞后肺及右心室组织中的表达变化目的:探讨大鼠APE后Cy PA和CD147在肺组织和右心室心肌组织以及Cy PA在血浆中随时间的表达变化,初步探讨其与APE的关系。方法:采用经右侧股静脉注射Sephadex G-50葡聚糖微球的方法建立大鼠APE模型,注射剂量为12 mg/kg。将36只300-320 g雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为6组,每组6只,分别为假手术(Sham)组、APE后6小时组、APE后12小时组、APE后24小时组、APE后48小时组和APE后72小时组。Sham组仅经股静脉注入生理盐水。各组大鼠建模后在各个时间点予以处死,留取血浆标本,留取右下肺及右心室心肌组织标本。通过Western-blot和/或免疫荧光法检测Cy PA和CD147在栓塞大鼠肺组织及右心室心肌组织,以及Cy PA在血浆中随时间的表达变化。结果:Sham组大鼠肺组织与右心室心肌组织中Cy PA及CD147仅有少量表达,栓塞组大鼠肺组织与右心室心肌组织中Cy PA及CD147表达水平随时间升高,并在栓塞后24小时达到高峰,随后开始下降,但在栓塞后48小时及72小时仍明显高于基线水平。血浆中Cy PA的表达也表现为相似的变化过程。结论:大鼠APE后肺组织及右心室组织中Cy PA和CD147表达水平呈同步变化,Cy PA和CD147可能参与了大鼠APE后的病理变化过程;栓塞后24小时可能是我们进一步研究的合适时间点。第二部分抑制Cy PA/CD147信号通路对大鼠APE后肺动脉压力变化的影响及其可能的作用机制目的:观察抑制Cy PA或CD147表达后对APE大鼠平均肺动脉压力(Mean pulmonary arterial pressure,m PAP)变化的影响并探讨其可能的作用机制。方法:大鼠APE模型的建立同研究第一部分。将84只健康成年雄性SD大鼠随机分为7组,每组12只,分别为Sham组、Sham+环孢素A(Cyclosporine A,Cs A)组、Sham+CD147单克隆抗体组(Monoclonal antibody of CD147,anti-CD147)组、单纯APE组、APE+Cs A组、APE+anti-CD147组及APE+Cs A+anti-CD147组。Sham+Cs A和APE+Cs A组中,在建模前20分钟以10mg/kg的剂量经右侧股静脉注入Cs A;Sham+anti-CD147和APE+anti-CD147组中,在建模后即刻以3mg/kg的剂量经右侧股静脉注入anti-CD147;APE+Cs A+anti-CD147组中的给药方法同上。每组中随机选6只大鼠,用多通道生理记录仪分别在建模后5,10,20,30,40,50,和60分钟测量其m PAP。余每组中另外6只大鼠在建模后24小时测量其m PAP,测压结束后即刻处死本批大鼠,留取血浆及肺组织。酶联免疫吸附法(ELISA)检测血浆中肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF-α)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)表达水平;病理组织切片观察肺组织中性粒细胞聚集情况并测定肺组织中髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)活性;Western-blot法分析肺组织中Cy PA、CD147、细胞外调节蛋白酶(Extracellular signal-regulated protein kinase,ERK)1/2、磷酸化的ERK1/2、核因子κB(Nuclear factor-κB,NF-κB)p65蛋白及磷酸化的NF-κB p65蛋白的表达情况;明胶酶谱法测定肺组织中MMP-2及MMP-9的活性。结果:与Sham组相比,APE组大鼠在建模后一小时内及24小时时其m PAP明显升高(P﹤0.01);建模24小时后其血浆中TNF-α和IL-6表达水平明显升高(P﹤0.01),肺组织中MPO活性明显增加(P﹤0.01),肺组织中Cy PA、CD147、磷酸化的ERK1/2及磷酸化的NF-κB p65蛋白表达均明显增加(P﹤0.01),肺组织中MMP-9的活性也明显增加(P﹤0.01)。与单纯APE组相比,anti-CD147干预能够明显降低APE大鼠建模后50分钟、60分钟及24小时时的m PAP;Cs A干预能够明显降低APE大鼠建模后60分钟及24小时时的m PAP;两者联合干预对APE后m PAP的降低作用更加明显。应用Cs A或anti-CD147或两者联合干预能够显著降低APE大鼠建模24小时后其血浆中TNF-α和IL-6表达水平,肺组织MPO活性,肺组织中磷酸化的ERK1/2及磷酸化的NF-κB p65蛋白表达,以及肺组织中MMP-9的活性。应用Cs A或Cs A+anti-CD147干预可明显降低Cy PA、CD147表达水平,但单纯应用anti-CD147干预后仅可降低栓塞大鼠肺组织中CD147表达水平,并不影响Cy PA表达水平,提示Cy PA可能是CD147的上游信号因子。结论:1.大鼠APE后其肺组织中存在明显的中性粒细胞聚集现象,同时MMP-9的表达和激活增加;2.抑制Cy PA或CD147能够显著降低APE大鼠血浆中TNF-α和IL-6的水平,减少肺组织中中性粒细胞的聚集和MMP-9的激活,降低m PAP;3.Cy PA/CD147相互作用可能通过调节ERK1/2-NF-κB信号通路促进炎症反应参与了APE大鼠肺血管的收缩及肺动脉压力的升高。第三部分抑制Cy PA/CD147信号通路对大鼠APE后右心室形态和功能变化的影响及其可能的作用机制目的:观察抑制Cy PA或CD147表达后对APE大鼠右心室形态、功能及血浆中c-Tn I水平变化的影响并探讨其可能的作用机制。方法:大鼠APE模型的建立同研究第一部分。将84只健康成年雄性SD大鼠随机分为7组,每组12只,分别为Sham组、Sham+Cs A组、Sham+anti-CD147组、单纯APE组、APE+Cs A组、APE+anti-CD147组及APE+Cs A+anti-CD147组。Sham+Cs A和APE+Cs A组中,在建模前20分钟以10mg/kg的剂量经右侧股静脉注入Cs A;Sham+anti-CD147和APE+anti-CD147组中,在建模后即刻以3mg/kg的剂量经右侧股静脉注入anti-CD147;APE+Cs A+anti-CD147组中的给药方法同上。每组中随机选6只大鼠,建模24小时后用小动物高频彩色超声系统检测大鼠右心室与左心室舒张末期内径之比(Right ventricular enddiastolic inner diameter/left ventricular end-diastolic inner diameter,RVID/LVID),主肺动脉直径及右心室心肌综合指数(Tei指数)。余每组中另外6只大鼠在建模24小时后测量其右心室收缩压(Right ventricular systolic pressure,RVSP)。超声及右心导管测压结束后即刻处死大鼠,留取血浆及右心室组织。ELISA法检测血浆中c-Tn I水平;病理组织切片观察右心室心肌组织中性粒细胞聚集情况并测定组织中MPO活性;Western-blot法分析右心室心肌组织中Cy PA、CD147、ERK1/2、磷酸化的ERK1/2、NF-κB p65蛋白及磷酸化的NF-κB p65蛋白的表达情况;免疫荧光分析右心室心肌组织中Cy PA表达变化;明胶酶谱法测定肺组织中MMP-2及MMP-9的活性。结果:与Sham组相比,APE组大鼠在建模24小时后其RVSP明显升高(P﹤0.01),RVID/LVID比值明显增大,右心室Tei指数明显增大,血浆中c-Tn I表达水平明显升高(P﹤0.01),右心室心肌组织中MPO活性明显增加(P﹤0.01),Cy PA、CD147、磷酸化的ERK1/2及磷酸化的NF-κB p65蛋白表达均明显增加(P﹤0.01),MMP-2和MMP-9的活性也明显增加(P﹤0.01)。与单纯APE组相比,应用Cs A或anti-CD147或两者联合干预能显著降低APE大鼠建模24小时后其RVSP及血浆中c-Tn I表达水平,减少RVID/LVID及右心室Tei指数变化量。此外,三个干预组其右心室心肌组织MPO活性,磷酸化的ERK1/2及磷酸化的NF-κB p65蛋白表达,以及MMP-2和MMP-9的活性也较APE组明显降低。应用Cs A或Cs A+anti-CD147干预可明显降低Cy PA、CD147表达水平,但单纯应用anti-CD147干预仅可降低右心室心肌组织中CD147表达水平,并不影响Cy PA表达。结论:1.大鼠APE后其右心室心肌组织中存在明显的中性粒细胞聚集,同时MMP-2和MMP-9的激活增加;2.抑制Cy PA或CD147能够显著减少APE后大鼠右心室心肌组织中中性粒细胞聚集和MMPs的激活,降低血浆中c-Tn I水平,减少右心室形态变化量并改善其功能;3.Cy PA/CD147相互作用可能通过调节ERK1/2-NF-κB信号通路促进炎症反应参与了APE后右心室心肌组织损伤的病理过程;4.Cy PA/CD147可能是治疗合并RVD的APE患者的一个靶点。