α7nAChR激动剂对大鼠移植肺缺血再灌注损伤的保护作用*

赵正维，王海强，尹逊亮，张志培，李小飞，周勇安

（第四军医大学唐都医院 胸外科，陕西 西安 710038）

随着器官移植领域的研究进展和技术进步，肺移植术后患者存活率及生活质量得到巨大的改善，肺移植被认为是治疗终末期肺疾病的重要手段[1]。但是目前，肺移植术后仍会有诸多并发症，其早期最为严重的并发症便是移植肺的缺血再灌注损伤（ischemia and reperfusion，I/R），它是引起移植肺功能丧失和患者死亡的首要原因[2-3]。怎样预防和减轻移植肺的I/R一直以来都是肺移植领域的研究热点。已有文献报道，I/R过程中的炎症反应可以有效地被α7nAChR激动剂（PNU 282987）抑制[4]。本实验通过复制同种异体大鼠左肺移植动物模型，探讨α7nAChR激动剂对大鼠肺移植中I/R的保护作用及其机制。

1 材料与方法

1.1 材料

雄性近交系成年SD大鼠40只，体重200～250 g，由第四军医大学实验动物中心提供。其中32只作为供受体，供、受体之间体重差不超过20 g。PNU 282987购自（美国）Tocris公司，肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素6（IL-6）试剂盒购自武汉博士得生物工程有限公司。

1.2 方法

1.2.1 动物分组 将雄性SD大鼠随机分为3组，所有大鼠术前禁食12 h，不禁水。A组为假手术组（8只）：该组大鼠仅行机械通气和开胸手术，不行缺血和再灌注处理；B组为生理盐水处理的I/R组（16只）：该组行左肺原位移植，移植成功后受体腹腔注射等量生理盐水替代 PNU 282987。C组为PNU 282987处理组（16只）：该组大鼠同样行左肺原位移植，移植成功后受体腹腔注射PNU 282987 2.4 mg/kg[5]。

1.2.2 移植模型 复制同种异体大鼠左肺原位移植模型，采用改良的三袖套法吻合技术建立同种异体大鼠左肺原位移植模型[6]。

1.2.3 血气分析 移植成功后开放血流再灌注4 h，阻断右肺门5 min，抽颈动脉血做血气分析。

1.2.4 移植肺W/D测定 取上1/3肺组织称重，分析天平称取湿重（W）；随后置入60℃烤箱中，72 h后重量不再变化时称取干重（D），计算W/D。

1.2.5 移植肺组织TNF-α及IL-6含量测定 移植肺在冷生理盐水内漂洗、滤纸吸干黏液，以冷生理盐水作为匀浆介质，冰浴下以玻璃匀浆器匀浆，4℃，3 500 r/min转低温离心15 min取上清。采用ELISA检测试剂盒测定各组TNF-α及IL-6的表达量。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0统计学软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差（±s）表示，多个样本均数的比较采用完全随机设计资料的单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 移植肺PaO2、PaCO2及W/D比较

与A组比较，B组PaO2下降、PaCO2升高，肺组织W/D值升高；与B组比较，C组的PaO2升高、肺组织W/D值下降，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

2.2 移植肺组织TNF-α及IL-6含量比较

与A组比较，B组移植肺TNF-α及IL-6含量升高；与B组比较，C组移植肺TNF-α及IL-6含量下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 各组大鼠肺组织的病理学变化

A组肺泡结构清晰，肺泡腔内无明显渗出。B组可见肺泡壁结构破坏明显，有明显的炎细胞浸润。C组可见炎细胞浸润明显，但与B组比较，肺泡结构依旧比较完整。见附图。

表1 移植肺PaO2、PaCO2及W/D比较 （±s）

表1 移植肺PaO2、PaCO2及W/D比较 （±s）

注：1）与A组比较，P＜0.05；2）与B组比较，P＜0.05

组别 PaO2/mmHg PaCO2/mmHg W/D A 组 105.75±12.09 15.75±4.62 4.08±1.06 B组 74.25±11.841） 27.00±4.041） 6.98±1.261）C组 91.38±10.502） 22.75±2.672） 5.14±1.302）F值 15.050 17.290 11.742 P值 0.000 0.000 0.000

表2 移植肺TNF-α及IL-6含量比较 （μg/L，±s）

表2 移植肺TNF-α及IL-6含量比较 （μg/L，±s）

注：1）与A组比较，P＜0.05；2）与B组比较，P＜0.05

组别 TNF-α IL-6 A组 98.38±13.04 60.38±14.54 B组 150.25±24.421） 98.63±15.031）C组 126.75±14.772） 77.75±17.522）F值 16.445 11.828 P值 0.000 0.000

附图 各组大鼠肺组织的病理学变化 （HE ×200）

3 讨论

作为治疗终末期肺疾病的重要手段，虽然现在供肺的保存与转运手段取得了巨大进步，同时，肺移植的手术技巧和术后管理水平也得到了不断提高，但是I/R损伤仍然是肺移植术后难以完美解决的难题，I/R损伤可导致原发性移植肺的功能障碍，同时会带来诸多并发症，严重者可导致移植肺丧失功能及患者死亡[3]。因此，预防和减轻I/R损伤是肺移植领域十分重要的研究内容。研究显示，肺移植术后的I/R损伤是众多细胞因子参与的炎症损伤过程。I/R过程激活移植肺组织内的单核巨噬细胞和内皮细胞，释放一系列细胞因子，其中TNF-α及IL-6水平增高，其促进白细胞的趋化、浸润、聚集、活化和炎症链式反应的发生，参与了受体内中性粒细胞、淋巴细胞等白细胞的游走和活化，攻击损伤血管内皮，引起器官组织再灌注损伤的病理生理改变。

另外有研究表明，在人体内存在一条抗炎通路即胆碱能抗炎通路（cholinergic anti inflammatory pathway，CAP），它是通过迷走神经及其递质乙酰胆碱与免疫系统之间的相互作用来参与抗炎作用，是一条神经-免疫调节通路[7]。

α7nAChR就在该通路中起重要作用，它属于烟碱型乙酰胆碱受体，是由5个α7单体组成的配体门控离子通道，广泛分布于神经、呼吸、循环、免疫、生殖系统中，对钙离子有良好的通透性，其参与的病理生理过程都涉及钙离子的内流。已有研究发现，激活α7nAChR后可以发挥抗炎、抗凋亡、抗氧化、促血管生成等4大作用[8-10]。因此α7nAChR是胆碱能性抗炎通路与炎症反应之间的关键。迷走神经受到刺激后终末传出支释放乙酰胆碱，特异性结合于组织巨噬细胞表面的a7nAChR，抑制炎症细胞因子释放，从而发挥控制炎症反应的作用[11-12]。因此，猜测激活a7nAChR可以间接降低肺移植后I/R中TNF-α及IL-6的含量，进而发挥其快速的抗炎作用。

本实验通过复制同种异体大鼠左肺移植I/R损伤的动物模型，探讨α7nAChR激动剂对大鼠移植肺I/R损伤是否具有保护作用及可能机制。通过合理的空白对照研究发现α7nAChR激动剂处理组中的PaO2升高、肺组织W/D值下降同时TNF-α及IL-6的含量降低，其可能的作用机制为α7nAChR激动剂可以通过CAP途径降低肺移植后体内TNF-α及IL-6的含量，从而抑制I/R过程中炎症介质的释放，炎症介质的减少能够减轻术后大鼠的肺水肿，降低W/D值，进而改善移植肺的肺功能。这一结果提示α7nAChR激动剂在预防肺移植术后的I/R损伤中具有一定的使用价值。

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