探讨NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体在呼吸机相关性肺损伤(VILI)中的作用及其机制。
方法将30只清洁级雄性SD大鼠按随机数字表法分为自主呼吸对照组、正常潮气量(VT)组(VT为8 mL/kg)、大VT组(VT为40 mL/kg)3组,每组10只。所有大鼠均行气管切开插管术,自主呼吸对照组保持自主呼吸,两个VT组分别行不同VT的机械通气;4 h后颈总动脉放血处死大鼠,收集支气管肺泡灌洗液(BALF)、血清和肺组织标本。测定肺组织湿/干质量(W/D)比值,光镜下观察肺组织病理学改变,透射电镜下观察肺泡巨噬细胞超微结构改变;用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定BALF中总蛋白含量以及血清和BALF中白细胞介素(IL-1β、IL-18)含量;用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)分别检测肺泡巨噬细胞中NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶1(caspase-1)和核转录因子-κB(NF-κB)的mRNA及蛋白表达。
结果镜下观察显示,自主呼吸对照组和正常VT组肺组织及肺泡巨噬细胞结构基本正常,大VT组则有明显的炎症性改变。与自主呼吸对照组和正常VT组比较,大VT组肺组织W/D比值明显升高(8.89±0.90比5.18±0.86、5.71±0.82,均P<0.05),BALF中总蛋白、IL-1β、IL-18含量明显升高〔总蛋白(g/L):2.34±0.41比1.77±0.14、1.81±0.06,IL-1β(ng/L):133.48±10.48比81.54±3.12、83.80±5.22,IL-18(μg/L):4.57±0.45比3.04±0.51、3.43±0.43,均P<0.05〕,血清中IL-1β、IL-18含量也明显升高〔IL-1β(ng/L):105.06±10.18比65.11±8.58、75.30±10.62,IL-18(μg/L):2.27±0.09比1.18±0.34、1.43±0.15,均P<0.05〕。大VT组肺泡巨噬细胞中NLRP3、ASC、caspase-1和NF-κB的mRNA及蛋白表达均较自主呼吸对照组和正常VT组明显升高,大VT组NLRP3、ASC、caspase-1和NF-κB的mRNA表达分别是自主呼吸对照组的(8.53±2.21)、(5.75±1.17)、(7.47±1.23)、(10.86±2.38)倍,NLRP3、ASC、caspase-1和NF-κB的蛋白表达分别是自主呼吸对照组的(1.50±0.14)、(1.49±0.04)、(1.53±0.15)、(1.51±0.11)倍,差异均有统计学意义(均P<0.01);而正常VT组各指标与自主呼吸对照组比较差异均无统计学意义。
结论NLRP3炎症小体参与了大鼠机械通气所致的肺损伤。