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一直以来,在日常生活中,海水淹溺是严重的社会安全隐患,它每年会造成大量人员和财产损失。与淡水引起的淹溺相比海水吸入性肺损伤较淡水损伤严重,救治困难,吸入后患者极易并发海水吸入性急性肺损伤(seawater drowning-induced acute lung injury,SW-ALI),严重者可发展为海水吸入性急性呼吸窘迫综合征(seawater drowning-induced acute respiratory distress syndrome,SW-ARDS),患者病情危重、死亡率高,这是因为海水高渗、高电解质、低温、碱性的特性,这些都显著造成对人体损伤重于淡水损伤,但是有关海水吸入性肺损伤的研究成果缺乏理论依据和与此相关的基础理论,并且发病机制同其他因素导致肺损伤的异同并不十分清楚,因此尚未形成相关的理论体系,故通过本实验研究提出一点见解,希望为海水吸入性肺损伤临床治疗提出一些理论依据。NLRP3炎症小体(inflammasome)是由胞浆内模式识别受体(PRR)参与组装的多蛋白复合物,能够识别病原相关分子模式(PAMPs)或危险相关分子模式(DAMPs),引起促释放炎症因子蛋白酶caspase-1激活,活化的促炎蛋白酶caspase-1作用于IL-1β和IL-18的前体成分,产生大量的相应成熟炎性因子介质,这些介质作用于机体从而引发严重的机体炎症反应,参与并促进机体多种相关因子炎症性疾病的发生与发展。因此我们推测,NLRP3炎症小体可能在海水吸入性肺损伤的发病过程中起着重要作用。本研究通过大鼠海水吸入性急性肺损伤模型,观察海水吸入后NLRP3炎症小体信号通路及其下游炎性因子的变化对肺组织损伤的作用,试图阐明NLRP3炎症小体在海水吸入性急性肺损伤炎性反应中的作用及机制,为海水吸入性急性肺损伤的诊治提出一些新思路。研究意义:课题以海水成分复杂,对人体损伤重于淡水损伤,有关研究成果缺乏理论依据和与此相关的基础理论这一特点为切入点,提出并验证NLRP3炎症小体信号通路可能是海水吸入性肺损伤发病机制中的重要环节;为进一步完善海水吸入性肺损伤发病机制理论和开辟新的临床治疗方案提供一种新的思路。方法:1.建立海水吸入性肺损伤模型,观察并评价各时间点肺组织的损伤程度,为后续的试验选择合适的时机提供依据。2.成功建立海水吸入性急性大鼠肺损伤模型后,检测海水吸入后各时间点NLRP3、Caspase-1等炎症小体信号在肺组织中的表达水平及IL-1β、IL-18炎症因子在肺泡灌洗液和肺组织中的表达,探讨海水吸入后NLRP3炎症小体的活化情况,并为后续相关抑制实验确定合适的时机提供依据。3.给予气管滴注NLRP3炎症小体抑制剂,观察其对海水吸入性急性肺损伤大鼠NLRP3炎症小体信号通路活化的影响;通过观察肺组织病理切片,肺损伤指标研究其对海水吸入性大鼠肺损伤的效应,探讨NLRP3炎症小体在海水吸入后肺损伤中的作用。4.通过使用组蛋白抑制剂,观察海水吸入后,肺组织中NLRP3炎症小体信号通路活化情况,明确组蛋白在海水吸入后NLRP3炎症小体活化过程中的作用。结果:1.海水吸入性急性肺损伤后,肺组织中NLRP3、Caspase-1等炎症小体信号及IL-1β、IL-18等炎症因子的表达水平在海水吸入后后呈时间依赖性,开始逐渐升高,并在6h附近达到最高值,后逐渐降低。组蛋白水平显著升高。2.气管灌注NLRP3炎症小体抑制剂GB-11300后,海水吸入大鼠肺组织中的NLRP3、Caspase-1等炎症小体信号及IL-1β、IL-18等炎症因子的表达水平被显著抑制,且抑制NLRP3炎症小体的活化可显著减轻海水吸入引起的肺部病理损害,降低肺部的炎症水平。3.使用组蛋白抑制剂后,海水吸入大鼠肺组织中的NLRP3炎症小体活化程度可被显著抑制,说明海水吸入后NLRP3炎症小体的活化可能是组蛋白依赖的。结论:海水吸入性肺损伤后可激活肺组织中的NLRP3炎症小体信号通路,而活化的NLRP3炎症小体可进一步促进IL-1β和IL-18等炎症因子的表达,进而扩大炎症反应,导致肺损伤。海水吸入性肺损伤中的NLRP3炎症小体活化是组蛋白依赖的过程。而抑制NLRP3炎症小体的活性或清除细胞外的组蛋白,均可有效减轻肺损伤。