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背景:脓毒症是指机体对感染反应失调导致危及生命的器官功能障碍的一种临床综合征。目前尚未找到精准有效的治疗方法,脓毒症仍是国内外危重症患者死亡的主要原因之一。急性肾损伤是多器官功能障碍综合征的主要组成部分之一,而脓毒症相关的急性肾损伤所占比例接近一半,与脓毒症预后差相关。血管内皮细胞在维持体内稳态和肾脏内皮屏障的完整性中起着至关重要的作用。脓毒症过程中,内皮细胞受到多种炎性刺激,结构发生变化导致通透性增加,内源性大分子及白细胞外渗,损伤肾小管细胞。内皮功能障碍在脓毒症相关的急性肾损伤中扮演核心角色,但具体病理机制尚未明确,缺乏针对性预防和治疗措施。钙蛋白酶是钙依赖性半胱氨酸蛋白酶,在广泛的细胞钙调节功能中起重要作用。钙蛋白酶激活能诱导脂多糖刺激模型中诱导型一氧化氮合酶生成。钙蛋白酶活性与活性氧产生和过亚硝酸盐形成增加有关。内皮细胞对于活性氧、一氧化氮等血管活性物质敏感,从而调节微循环和肾小球滤过功能。内皮钙蛋白酶活性与脓毒症相关的急性肾损伤是否相关以及内皮钙蛋白酶靶向治疗是否可以作为治疗方法目前还不明确。方法:1、通过LPS给药方式建立体外PMEC内毒素血症模型及小鼠脓毒症动物模型,包括野生型(WT)小鼠、内皮特异性Capn4基因敲除(TEK/Capn4-/-)小鼠、淋巴特异性Capn4基因敲除(LYZ/Capn4-/-)小鼠和钙蛋白酶抑制素过表达(Tg-CAST)小鼠。2、检测小鼠脓毒症模型肾脏功能、细胞凋亡、肾脏中iNOS、eNOS、血浆及肾脏NO和ROS表达水平,以及MAPK家族成员(p38、ERK1/2、JNK1/2)磷酸化水平。3、分别检测LPS刺激下PMEC细胞在使用钙蛋白酶抑制剂、钙蛋白酶过表达或使用MAPK抑制剂的情况下caspase-3、iNOS、eNOS、NO和ROS表达水平及MAPK家族成员磷酸化水平。结果:1、LPS刺激可导致明显的肾功能不全,在TEK/Capn4-/-和Tg-CAST小鼠中部分恢复,而在LYZ/Capn4-/-小鼠中则未见恢复。2、内皮特异性Capn4基因敲除降低了 LPS诱导的肾脏iNOS表达,caspase-3活性和细胞凋亡以及血浆和肾脏NO和ROS水平,但对eNOS的表达无明显影响。3、LPS刺激PMECs增加了钙蛋白酶和caspase-3的活性,p38和JNK的磷酸化水平,iNOS表达增加,而eNOS无显著变化。4、抑制钙蛋白酶活性或p38磷酸化可降低iNOS表达,NO和ROS产生以及LPS诱导的细胞凋亡。结论:内皮钙蛋白酶基因敲除可能通过抑制p38磷酸化,减弱iNOS的表达并进一步减少NO和ROS导致的内皮细胞凋亡从而在LPS诱导的急性肾损伤中起保护作用。