一、研究背景肺缺血再灌注损伤(Lung Ischema Reperfusion injury,LIRI)是指肺组织在缺血一段时间后,在再灌注期恢复血流反而会使缺血引起的组织细胞结构损伤、功能代谢紊乱进一步加重的现象。肺缺血再灌注损伤是临床上多种疾病的治疗和发生发展过程中共同存在的病理生理现象,例如休克、心脏移植、心肺复苏、肺栓塞、心脏外科手术等。肺缺血再灌注损伤的存在是上述疾病在临床上出现急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、急性呼吸衰竭(ARF)等危急症的重要原因,影响了患者疾病的恢复以及生存率的长短。由于其高发病率和高死亡率,因此为肺缺血再灌注损伤寻找一种行之有效、操作简单、并发症少的治疗方法成为了一个新的研究热点。现有研究发现缺血预适应(Ischemic Preconditioning,IPC)对于缺血再灌注损伤具有一定的预防作用,但IPC在保护器官的同时在某种程度上也对相应器官造成一定的损害,因此,人们一直在寻找既有器官保护作用又避免被保护器官付出损失代价的方法。有研究者发现进行肾脏的IPC可以保护远隔心脏的缺血再灌注损伤,从而首次提出了远程缺血预适应(Remote Ischemic Preconditioning,RIP)的观点。RIP的出现很好的规避了IPC中出现的对被保护靶器官的损伤,同时也保留了强大的内源性保护作用,是对IPC的进一步完善。随后的研究表明RIP可以减轻缺血再灌注损伤引起的肺组织水肿、炎症因子的释放、减少凋亡等。神经机制、体液机制是目前RIP发挥保护作用机制的主要研究方向。骨骼肌作为下肢RIP的主要参与器官,其在RIP中的作用得到了科研工作者的关注。骨骼肌不仅是一个运动器官,它同时也可以分泌多种被称为肌肉因子(myokines)的活性多肽和细胞因子。目前已有研究发现骨骼肌分泌的某些物质参与了下肢远程缺血预适应,但是这些物质的来源并不具有骨骼肌特异性,因此并不能较好的阐述下肢远程缺血预适应的机制。作为一种横纹肌特异性的肌肉因子,MG53(Mitsugumin 53)蛋白近年来被发现对损伤细胞膜具有修复作用;其对细胞膜的保护作用在心脏、肾脏和肺组织上都得到了证实,并且之前的实验发现当骨骼肌受到刺激时可以促使MG53蛋白分泌的增加。在上述结果的基础上,我们提出假设:下肢rip导致的骨骼肌细胞缺氧/复氧可能会造成大量的mg53蛋白从骨骼肌细胞中释放入血;当肺组织发生损伤时,大量释放入血的mg53蛋白向损伤的肺组织转移,并聚集在损伤处的细胞膜从而发挥其对损伤细胞膜的修复作用,mg53蛋白可能是下肢远程缺血预适应发挥保护作用的一个新机制。二、研究目的探讨mg53蛋白在下肢远程缺血预适应保护肺缺血再灌注损伤中的作用,从而进一步阐明远程缺血预适应的机制。三、研究内容1、建立sd大鼠肺缺血再灌注模型,明确下肢远程缺血预适应对肺损伤的保护作用。2、观察各实验分组肺组织、骨骼肌及血清标本中mg53蛋白表达的差异,明确下肢rip对mg53蛋白表达的影响。3、建立野生型及mg53基因敲除小鼠肺缺血再灌注模型,进而明确mg53蛋白在下肢rip发挥保护作用中的重要性。四、研究方法1、建立sd大鼠假手术组(sham组)、肺缺血再灌注损伤组(ir组)以及下肢远程缺血预适应+肺缺血再灌注损伤组(rip组)的动物模型,通过动脉血氧分压、肺组织湿干比值、生存情况、术后肺组织切片he染色等指标,验证下肢远程缺血预适应对肺损伤的保护作用。2、提取不同处理的sd大鼠的肺组织、骨骼肌、血清的总蛋白,用westernblot的方法检测mg53蛋白表达变化。3、建立mg53基因敲除小鼠的肺缺血再灌注损伤组(ir组)和下肢远程缺血预适应+肺缺血再灌注损伤组(rip组)动物模型,通过动脉血氧分压、肺组织的干湿比等指标,观察下肢远程缺血预适应是否还能发挥对肺缺血再灌注损伤的保护作用。五、研究结果1、对于sd大鼠,下肢远程缺血预适应可以显著改善发生肺缺血再灌注的动脉血氧分压,减轻肺组织的充血水肿情况、一定程度上延长大鼠的生存时间。2、rip组肺组织上mg53蛋白的表达量显著高于ir组,同时血清内mg53的表达量也会增加。3、为了进一步明确MG53蛋白在下肢远程缺血预适应中的作用,我们在野生型及mg53基因敲除小鼠上建立了肺缺血再灌注损伤模型进行研究,结果发现:对于野生型小鼠,下肢远程缺血预适应可以减轻肺组织的缺血再灌注损伤;而对于MG53基因敲除小鼠,下肢远程缺血预适应并不能改善肺组织的损伤情况,其动脉血氧分压、肺组织的湿干比值并没有得到改善。并且mg53基因敲除会使小鼠对肺缺血再灌注损伤的敏感性增加。六、结论(1)下肢RIP可以减轻肺组织的缺血再灌注损伤;(2)下肢RIP可增加肺组织及血清中MG53蛋白的表达;(3)下肢RIP释放的肌肉MG53蛋白对于肺缺血再灌注损伤具有保护作用。