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全氟异丁烯(Perfluoroisobutylene,PFIB)是一种常温下气态低分子高氟有机物,分子式为(CF3)2C=CF2。无色、无味的PFIB具有比光气强10倍的呼吸道吸入毒性,少量吸入就会头痛、咳嗽、胸痛、呼吸困难甚至引发急性肺损伤(acute lung injury,ALI)。迄今为止,PFIB导致ALI的机制还未完全明确,有效药物和治疗措施缺乏。国内外及本实验室基于整体动物的实验研究表明:中性粒细胞(polymorphonuclear leukocyte,PMN)在PFIB急性吸入性肺损伤,尤其是早期肺损伤中发挥了关键作用。这种由PMN介导的早期损伤在PFIB所致ALI乃至死亡的整个病程中占有重要地位;在晚期肺损伤中,其它因素如肺泡巨噬细胞(alveolar macrophage,AM)可能取代PMN成为主要的损伤因素,AM在肺损伤早期也可能具有一定作用。为了进一步阐明PMN、AM以及肺微血管内皮细胞(pulmonary microvascular endothelial cell,PMVEC)在PFIB吸入性急性肺损伤中的相互作用,本课题基于分离制备的PMN、AM、以及稳定传代培养的大鼠肺微血管内皮细胞(Rats pulmonary microvascular endothelial cell,RPMVEC)开展了如下研究。首先,基于小鼠PFIB吸入性急性肺损伤模型,采用Western Blot法检测了整体动物肺组织内粘附分子ICAM-1的表达情况。结果发现,小鼠肺内ICAM-1的表达在染毒后1h时达到最高水平,4h时降至正常水平。预先耗竭巨噬细胞的GdCL3组小鼠肺内ICAM-1的表达水平与正常对照组(生理盐水组)相似,较PFIB组明显下降。由此可见在PFIB吸入性肺损伤中,早期肺内粘附分子ICAM-1表达增强,AM与肺内粘附分子表达增强密切相关。继而,基于稳定传代培养的RPMVEC,观察了大鼠PFIB染毒后1h分离制备的AM培养上清对RPMVEC粘附分子(ICAM-1和E-选择素)表达水平的影响。结果发现:与正常对照组比,在PFIB染毒大鼠AM培养上清的作用下,RPMVEC表达的E-选择素和ICAM-1显著增高。该结果提示我们在PFIB诱发的ALI中,RPMVEC上粘附分子E-选择素和ICAM-1的表达增强与AM激活有关,从而有利于PMN在肺微血管的粘附和扣押。然后,在上述研究的基础上,采用Percoll密度梯度离心法从大鼠外周血中分离PMN,观察在大鼠PFIB染毒后1h分离制备的AM培养上清作用后,RPMVEC与PMN的粘附情况。结果发现:与正常对照组相比,在大鼠PFIB染毒后1h分离制备的AM培养上清作用后, PMN在RPMVEC上粘附增多。同时,还采用超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)测定试剂盒检测上清中的SOD的活性,采用MTT细胞活性测定法检测RPMVEC的生存活性。结果发现:与正常对照组比,大鼠PFIB染毒后1h分离制备的AM培养上清作用后RPMVEC的SOD活性和RPMVEC生存活性明显降低,结果提示:在PFIB吸入性肺损伤中,PMN介导的RPMVEC损伤增强与AM激活有关。如果在加入PMN悬液时,同时加入N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,N-AC)溶液和蛋白酶抑制剂溶液(protease inhibitor,PI),结果发现N-AC组、PI组以及N-AC+PI组的RPMVEC生存活性明显高于大鼠PFIB染毒后1h分离制备的AM培养上清作用组。即蛋白酶抑制剂和活性氧清除剂(N-乙酰半胱氨酸)在PMN介导的RPMVEC损伤中具有保护作用。上述这些体外实验结果表明,在PFIB吸入性肺损伤中,RPMVEC粘附分子的表达、PMN与RPMVEC的粘附作用、PMN的激活作用、PMN对RPMVEC的损伤作用均增强。这些过程均与AM的激活密切相关。蛋白酶抑制剂和活性氧清除剂(N-乙酰半胱氨酸)在PMN介导的RPMVEC损伤中具有保护作用。总之,PMN和AM在PFIB所致ALI中均发挥了重要作用。PMN直接介导组织损伤;而AM激活后可以通过影响肺微血管粘附分子表达、PMN在肺微血管的粘附和PMN激活进而影响PMN介导的组织损伤作用。