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急性肺损伤(ALI)发病率高,其发病机制复杂。当急性肺损伤进一步加重则会发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS),其致死率高达40%。研究发现促炎细胞因子与抗炎细胞因子之间的失衡可能是ALI的主要发病机制,革兰阴性细菌感染和内毒素血症是ALI/ARDS的常见致病因素。胆碱能抗炎通路是近年来的研究热点,该通路由迷走神经及神经递质乙酰胆碱和胆碱能受体构成,具有调节全身性炎症反应的作用,主要通过迷走神经抑制炎症因子的合成和释放,从而抑制机体炎症反应。其中α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR)在胆碱能抗炎通路中起重要的作用。大量动物实验结果表明使用α7nAChR激动剂能在创伤、败血症及类风湿关节炎等全身性炎症中抑制炎症因子的生成和释放。GTS-21是α7nAChR特异性激动剂,在脂多糖诱导的急性肺损伤是否发挥着抗炎作用及其作用机制,目前国内报道较少。目的观察α7nAChR与炎症因子IL-1β、IL-18、HMGB1在脂多糖诱导小鼠急性肺损伤模型中的动态表达,研究α7nAChR激动剂GTS-21对脂多糖诱导小鼠急性肺损伤模型的保护作用,探索GTS-21在急性肺损伤中的抗炎作用机制,为治疗急性肺损伤提供新策略。方法实验分为两个部分。第一部分:α7nAChR在急性肺损伤中的作用机制研究。将50只C57BL/6小鼠随机分成5组:正常对照组、急性肺损伤3小时组、急性肺损伤6小时组、急性肺损伤12小时组、急性肺损伤24小时组,每组10只。正常对照组腹腔注射等量生理盐水,1小时后断颈法处死小鼠;余组采用30mg/kg的LPS腹腔注射造模并在LPS注射相应时间后处死存活小鼠。每组选取8个标本留取肺组织检测小鼠左肺的湿/干(W/D)比重;HE染色,光镜下观察肺脏病理变化;运用ELISA分别检测右肺组织匀浆中的IL-1β、IL-18、HMGB1水平表达;采用Real-Time PCR检测肺组织α7nAChR m RNA的表达。第二部分,GTS-21靶向干预观察。将63只小鼠随机分成4组:正常对照组(NC组,n=9),急性肺损伤模型组(LPS组,n=9),药物对照组(GTS-21组,n=9),GTS-21干预组(LPS+GTS-21组,n=36)。NC组给予腹腔注射磷酸盐缓冲液(PBS);LPS组予以腹腔注射30mg/kg的LPS造模;GTS-21组在PBS注射前30分钟腹腔注射3 mg/kg的GTS-21;LPS+GTS-21组在LPS注射前30分钟腹腔注射3 mg/kg的GTS-21。正常对照组、急性肺损伤模型组、药物对照组均在PBS注射或LPS注射后6小时断颈处死小鼠。GTS-21干预组分别在LPS腹腔注射后3小时、6小时、12小时、24小时处死小鼠。每组选取8个标本送检,观察各组肺湿/干(W/D)比重、肺组织病理变化、肺组织匀浆中的IL-1β、IL-18、HMGB1水平表达及肺组织α7nAChR m RNA的表达。结果第一部分(1)与正常对照组比较,急性肺损伤组肺脏W/D比重明显增高(3h:4.49±0.16 vs 4.06±0.11,6h:5.57±0.18 vs 4.06±0.11,12h:5.32±0.14 vs 4.06±0.11,24h:5.25±0.20 vs 4.06±0.11,均p<0.01);肺脏病理变化明显加重;IL-1β水平明显升高(3h:2875.28±169.95 vs555.73±132.89,6h:3136.51±130.56 vs 555.73±132.89,12h:2475.36±190.50 vs 555.73±132.89,24h:256.83±413.40 vs 555.73±132.89,均p<0.01);IL-18水平明显升高(3h:176.72±20.86 vs 144.92±21.43,6h:200.96±21.16 vs 144.92±21.43,12h:183.82±7.76 vs 144.92±21.43,24h:159.59±16.09 vs 144.92±21.43,p<0.05);HMGB1水平亦明显升高(3h:3.99±0.82 vs 1.88±0.73,6h:5.9±1.33 vs 1.88±0.73,12h:7.85±0.65 vs 1.88±0.73,24h:6.49±0.51 vs 1.88±0.73,p<0.01);肺脏W/D比重、肺脏病理评分、肺组织匀浆中IL-1β、IL-18的水平在6小时达高峰,HMGB1在12小时达高峰,组间差异具有统计学意义(p<0.05)。(2)与正常对照组比较,急性肺损伤组肺组织匀浆中α7nAChR m RNA表达呈逐渐降低趋势,差异均有统计学意义。(3h:1.57±0.16 vs 2.06±0.29,6h:0.79±0.13 vs 2.06±0.29,12h:0.65±0.12 vs 2.06±0.29,24h:0.19±0.04 vs 2.06±0.29,p<0.01)。第二部分(1)与正常对照组比较,药物对照组小鼠的肺W/D比重及肺脏病理评分及IL-1β、IL-18、HMGB1水平及α7nAChR m RNA的表达的差异均无明显统计学意义(p>0.05)。(2)与急性肺损伤组比较,GTS-21干预组的肺组织的α7nAChR m RNA表达明显增高(6h:1.23±0.41 vs 0.81±0.13,p<0.05)。(3)与急性肺损伤组相对应时间点比较,GTS-21干预组的肺W/D比重明显改善(3h:4.20±0.13 vs 4.49±0.16,6h:5.21±0.11 vs 5.57±0.18,12h:5.17±0.13 vs5.32±1.14,24h:5.06±0.13 vs 5.25±0.20,p<0.05);肺组织病理评分明显降低(3h:5.25±0.46 vs 6.00±0.75,6h:10.5±0.92 vs 12.37±1.18,12h:7.25±0.71 vs 8.50±1.19,24h:5.75±1.03 vs 7.25±1.58,p<0.05);IL-1β水平明显降低(3h:2585.10±143.27 vs 2875.28±169.95,6h:1899.01±121.74 vs 3136.51±130.56,12h:1640.89±211.90 vs 2475.36±190.50,24h:1624.06±130.13 vs 2256.83±413.40,p<0.01);IL-18水平明显降低(3h:155.73±13.90 vs 176.72±20.86,6h:164.05±15.20vs 200.96±21.16,12h:151.83±22.06 vs 183.82±7.76,24h:132.45±13.05 vs 159.59±16.09,p<0.05);HMGB1水平明显降低(3h:3.16±0.61 vs 3.99±0.82,6h:4.07±1.40 vs 5.9±1.33,12h:5.37±1.03 vs7.85±0.65,24h:5.12±1.31 vs 6.49±0.51,p<0.05)。结论(1)α7nAChR在脂多糖诱导的急性肺损伤中发挥重要作用。(2)GTS-21对脂多糖诱导的急性肺损伤起保护作用。