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严重感染和感染性休克的病死率高,全身炎症反应与凝血系统的激活是其重要的发病机制。在革兰氏阴性杆菌所致的内毒素血症,脂多糖诱导单核细胞表达多种促炎因子:包括肿瘤坏死因子-α、白介素1、白介素6等。大量的研究证实,严重感染的患者机体的炎症反应促进凝血系统的激活,导致微循环微血栓的形成,造成多器官功能衰竭。
作为一种抗凝剂,普通肝素同时也具有抗炎作用。以往的一些有关内毒素或者病原微生物诱导的脓毒症模型研究显示普通肝素对于脓毒症治疗具有潜在价值,能够降低凝血系统的激活,提高生存率。但也有一些研究并未显示出肝素的益处。
本研究的目的之一就是观察肝素对于脂多糖诱导的脓毒症小鼠炎症和凝血反应的影响,观察肝素能否保护脏器功能、改善预后。
Rho属于胞内小型G蛋白家族成员,当其与GTP结合时具有激酶活性。Rho激酶(ROCK)是Rho的效应分子之一,现已发现人体中有两种Rho激酶同工酶,分别由ROCK1和ROCK2基因编码,这两个基因广泛表达于各类组织细胞。Rho激酶在细胞内也行使着许多重要的功能,其中包括肌动蛋白骨架的形成、细胞的迁移、黏附以及调控氧自由基、促炎因子和趋化因子的生成等。Rho激酶的活性在应用LPS后立即增加,并在24小时达到高峰,从而提示其在内毒素血症中扮演着重要角色。一些研究表明,ROCK在内毒素诱导的肺损伤发病机制中发挥重要作用,抑制其活性能够缓解内皮细胞细胞骨架的重排,降低中性粒细胞向肺实质的迁移。
在这项研究中,我们应用内毒素小鼠模型,试图探讨ROCK在LPS诱导的炎症反应和肺损伤中的作用。同时为了研究普通肝素对脓毒症小鼠肺损伤保护作用的机制,我们观察了肝素对肺组织ROCK基因和活性的影响。
方法1:C57BL/6J小鼠随机分成三组:正常对照、LPS和LPS+UFH组。LPS+UFH组的小鼠经尾静脉注射8units/20g体重、溶解于20μ1无菌生理盐水的普通肝素,其余各组只注射相同体积的生理盐水。应用肝素后半小时腹腔注射LPS(30mg/kg)。LPS后3.6和/或12小时留取静脉血、肝、肺组织标本待检。生存率的研究是在LPS后1,12,24和36小时分别予以上述剂量的肝素治疗。每12小时观察生存情况,直至72小时。
方法2:C57BL/6J小鼠随机分成三组:正常对照、LPS和LPS+fasudil组。内毒素小鼠模型同上。Rho激酶抑制剂法舒地尔(10mg/kg)溶解于生理盐水(1μL/gbodyweight),在LPS前18和1小时腹腔注射。其余两组应用相同容积生理盐水。LPS后3和/或6小时留取血和肺组织待检。
结果1:1)普通肝素预处理可以降低3和6小时血浆TNF-α,IL-1β和TAT的含量;2)普通肝素预处理可以下调3小时血细胞中TNF-α,IL-1β和组织因子基因的表达;3)普通肝素预处理可以显著减少肝脏中性粒细胞的聚集(3和6小时)、纤维蛋白(原)的沉积。4)普通肝素预处理可以明显降低6小时血清谷丙转氨酶和血肌酐的含量,而且能够缓解肺损伤的程度。5)普通肝素预处理可以显著降低脓毒症小鼠肺组织中Rho激酶的活性(3和6小时);6)普通肝素预处理可以抑制脓毒症小鼠肺组织ROCK1(6,12小时)和ROCK2(12小时)基因的表达。7)普通肝素治疗能够降低内毒素血症小鼠的死亡率。
结果2:1)法舒地尔预处理可以降低LPS诱导的血清TNF-α、IL-1β浓度以及肺组织髓过氧化物酶(MPO)的活性,而且法舒地尔可以缓解LPS诱导的肺损伤。2)法舒地尔预处理能够抑制LPS诱导的血细胞TNF-α和IL-1βmRNA表达的增加。3)法舒地尔预处理可以降低内毒素血症小鼠的死亡率。
结论:
1.普通肝素可以缓解脓毒症小鼠的炎症、凝血反应以及器官功能损伤。
2.普通肝素可以降低脓毒症小鼠的死亡率。
3.Rho激酶可能在脓毒症早期的炎症反应中发挥重要作用。
4.普通肝素可能通过调节ROCK的基因表达和活性来缓解LPS诱导的肺损伤。