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重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)早期易合并急性肺损伤(acute lung injury, ALI),是导致患者死亡主要原因。SAP诱发ALI的机制复杂,目前认为,与SAP激活全身炎症反应系统,释放大量细胞因子、炎症介质和活性氧等进而影响肺微血管内皮细胞通透性和水的跨肺泡上皮细胞转运有关。肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα, TNFα)是SAP诱发ALI过程中的重要炎症介质,血清和肺组织中TNFα水平的高低与肺损伤程度密切相关。TNFα的大部分生物学功能是通过其受体TNFR-1(TNF receptor-1)介导的,TNFR-1定位在胞膜窖(caveolae)。Caveolae是50-100 nm的烧瓶样质膜内陷,属于脂筏的一种,存在于绝大多数组织细胞的质膜上。Caveolin-1(Cav-1)是caveolae结构和功能的标志蛋白,在信号转导、胆固醇转运、细胞内吞等过程中发挥着重要作用。TNFα是调节Cav-1表达的主要介质,其受体TNFR-1具有caveolin结合模序,定位在caveolae。因此,TNFα可以通过其受体影响caveolae/cav-1的表达和功能,并进一步调控多种信号通路的活性而产生不同的效应。已有研究表明,肺泡巨噬细胞释放的TNFα可通过TNFR-1下调Cav-1的表达,从而活化多种炎症反应信号通路而导致肺组织损伤。然而,到目前为止,Cav-1和TNFR-1在SAP诱发ALI过程中的表达变化及意义尚未得到阐明。肺内水和电解质的跨肺泡上皮细胞转运也受caveolae调节。Caveolae膜微区对水相对可渗透可能与caveolae上存在高水平的水通道蛋白(aquaporins, AQPs)有关。AQPs是一组能促进细胞膜水通透性增加的跨膜蛋白,有些AQPs可以与质膜上的脂筏相互作用而影响其对水的通透性。已有研究表明,肺组织中表达的AQP1和AQP5与肺损伤时肺组织中过多液体的清除有关。但有关二者在脂筏上的定位及与Cav-1表达的相关性报道却甚少。目前,临床对SAP诱发ALI的治疗多采用综合性方案,其中,中药清胰汤已取得了肯定的临床效果。虽然对清胰汤的作用机制已经开展了多方面的研究,但其是否对肺组织Cav-1的表达产生影响目前尚无报道。本研究采用胰胆管逆行注射脱氧胆酸钠诱发胰腺炎肺损伤大鼠模型。Wistar大鼠随机分四组：假手术(sham operation, SHAM)组,胰腺炎肺损伤(ALI)组、地塞米松(dexamethasone, DEX)组和清胰汤(Qingyitang,QYT)组。DEX组于造模后即舌下静脉注射地塞米松2mg/kg; QYT组于造模动物清醒后即给予清胰汤灌胃10 ml/kg,12 h后再灌胃一次。24 h后采血和肺组织,检测血清淀粉酶、肺湿／干重比值和肺组织病理切片判定模型的损伤程度；放免法检测血清TNFa水平；RT-PCR和免疫组化分别检测肺组织中Cav-1、TNFR-1、AQP1和AQP5的]mRNA和蛋白表达；蔗糖密度梯度离心提取脂筏,Western Blotting检测Cav-1、TNFR-1、AQP1和AQP5在脂筏内外的分布及表达。本研究的实验结果如下：1. SAP诱发ALI大鼠模型的建立及DEX和QYT的治疗作用与SHAM组相比,ALI组大鼠血清淀粉酶水平、肺湿／干重比值和血清TNFa水平均显著升高(P<0.01)。光镜下可见肺间质充血、水肿,炎性细胞浸润；肺泡间隔明显增厚,肺泡腔部分融合成肺大泡；毛细血管扩张,有局灶性出血。与ALI组相比,经DEX或QYT治疗的大鼠血清淀粉酶水平、肺湿／干重比值、血清TNFa水平显著下降(P<0.01),肺组织炎症反应明显减轻。2.SAP诱发ALI大鼠肺组织中Cav-1与TNFR-1的表达及清胰汤的可能作用机制RT-PCR和免疫组化结果显示,同SHAM组相比,ALI组大鼠肺组织中Cav-1的mRNA和蛋白表达水平均明显降低(P<0.01),而TNFR-1的表达却有所升高(P<0.01)。DEX和QYT治疗组大鼠肺组织中Cav-1的表达有不同程度的恢复(P<0.01), TNFR-1的表达则显著低于ALI组(P<0.01)。Western Blotting检测发现,Cav-1和TNFR-1在脂筏内外均有分布,但都以脂筏内为主。与SHAM组相比,ALI组大鼠肺组织脂筏内外Cav-1的表达量均下降,而TNFR-1的表达却有所升高,尤以脂筏内升高明显,提示可能存在TNFR-1向筏区的转位。经DEX或QYT治疗后,大鼠肺组织脂筏内外Cav-1的表达量明显较ALI组升高,尤其是脂筏内,而TNFR-1在脂筏内外的表达量均下降。3.SAP诱发ALI大鼠肺组织中Cav-1与AQP1和AQP5的表达及清胰汤的可能作用机制RT-PCR和免疫组化结果显示,ALI组大鼠肺组织中Cav-1.AQP 1和AQP5的]mRNA和蛋白表达水平均明显降低(P<0.01),而经DEX或QYT治疗后,大鼠肺组织中三者的表达水平则有不同程度的上升(P<0.01)。Western Blotting检测发现,Cav-1主要分布在脂筏内,脂筏外有少量分布,AQP 1只分布在脂筏内,有原型和糖基化两种形式,而AQP5则只在筏外区可见。与SHAM组相比,ALI组大鼠肺组织脂筏内外Cav-1的表达量均降低,AQP1和AQP5的表达量也明显降低。而在DEX和QYT治疗组中,脂筏内外Cav-1的表达量及AQP 1和AQP5的表达水平均较ALI组有明显升高。结论：1.SAP诱发的ALI大鼠肺组织中表达的TNFR-1和AQP1与Cav-1均主要表达在脂筏上,而AQP5则在筏区外。2.SAP诱发的ALI大鼠肺组织中TNFR-1表达升高,并可能存在向筏区的转位,而Cav-1的表达则下降。提示TNFα可能通过TNFR-1抑制了Cav-1的表达,而Cav-1的作用类似于细胞外信号进入细胞的中继站,可能通过进一步影响多条胞内炎症反应相关的信号通路活化而参与了肺损伤的发生。3.SAP诱发的ALI大鼠肺组织中Cav-1.AQP1和AQP5的表达均下降,提示Cav-1的表达下调可能通过影响脂筏上AQP 1的表达而削弱了肺损伤时机体对肺组织中过多液体的清除能力而使肺水肿加重。AQP5的表达可能不受Cav-1的影响,其表达下调可能是其他机制所致。4.清胰汤能有效减轻SAP大鼠ALI的损伤程度,一方面可能是通过下调TNFR-1的表达,进而使Cav-1表达增加而抑制了胞内炎症反应相关信号通路,降低了肺损伤程度；另一方面可能是通过上调Cav-1的表达而增强了脂筏上AQP1的表达,从而加速肺内液体清除所致。该结果为清胰汤治疗急性胰腺炎的临床应用提供了理论依据。