心脏移植是目前终末期心衰患者的唯一治愈希望,但供体短缺成为同种异体移植发展的瓶颈。异种心脏移植由于其生物源性及可修饰能力具有广阔的应用前景,但是复杂的免疫排斥反应是异种心脏移植临床应用的重要阻碍。异种移植的排斥反应主要包括超急性排斥反应（Hyper acute rejection,HAR）、延迟性排斥反应（Delayed xenograft rejection,DXR）或称为急性血管性排斥反应（Acute vascular rejection,AVR）和慢性细胞及体液排斥反应。目前基因编辑技术结合免疫疗法可有效控制HAR,但随后出现的DXR因其发生机制不明、治疗方法效果不佳,已成为异种心脏移植研究的主要障碍。DXR目前广泛认可的机制是以下三个方面:（1）活化的炎症细胞进行性浸润供体器官,（2）微血管内广泛的血小板聚集和纤维蛋白沉着,（3）供体血管内皮细胞活化。而内皮细胞激活在DXR的发生中发挥中枢作用。钙蛋白酶（Calpains）是一类细胞内钙依赖性水解酶,它们通过细胞内Ca2+激活及自溶而表现出蛋白水解酶的活性。Calpain系统目前有15个同工酶,其中Calpain 1和Calpain 2在组织中广泛分布而且是在内皮细胞中特有表达的Calpain。Calpastatin（CAST）是Calpain内源性特异性抑制剂蛋白。目前关于Calpain的研究越来越多,发现其在细胞增殖、分化、坏死和凋亡等生命过程中都发挥了重要的调节作用,但Calpain在异种移植免疫排斥中的作用未见研究报道。基于Calpain在同种移植及心血管病研究中的重要作用,Calpain在异种移植免疫排斥中的作用及相关机制的研究有一定的价值。目的:本研究在体内及体外建立异种移植模型,通过抑制内皮细胞中的Calpain活性来探讨内皮细胞Calpain在异种移植排斥反应中的作用。方法:（1）体内实验:利用内皮细胞特异性Capns1敲除小鼠建立小鼠-大鼠异种心脏移植模型,观察异种移植心脏存活时间;通过H&E和免疫组织化学染色来观察异种移植心脏病理形态学变化和炎性细胞浸润程度;（2）体外实验:将内皮细胞与大鼠血清/淋巴细胞共培养体外模拟异种免疫排斥反应,利用包装CAST的腺病毒转染小鼠心脏微血管内皮细胞（MCECs）,抑制Calpain活性;观察内皮细胞形态、细胞内Calpain的活性及内皮细胞对异种淋巴细胞黏附能力的影响;（3）相关机制研究:使用炎症因子TNF-α刺激内皮细胞,通过检测内皮细胞黏附分子、增殖、迁移和成管能力,以及核转录因子κB（NF-κB）的抑制蛋白（I-κB）和β-链蛋白（β-catenin）表达,分析Calpain在内皮细胞中激活和功能的作用。结果:在小鼠-大鼠异种心脏移植模型中,免疫抑制剂的应用能够使Capns1-/-小鼠的心脏存活时间明显长于野生型小鼠,病理学检测发现Capns1-/-小鼠的移植心脏炎性细胞浸润数量明显减轻;体外实验发现Calpain活性抑制可减少内皮中细胞间黏附分子-1（ICAM-1）和血管细胞粘附分子-1（VCAM-1）的表达水平,同时保护内皮细胞的形态完整。体外TNF-α作用于内皮细胞能够激活内皮细胞,诱导细胞内Calpain活性提高,上调ICAM-1和VCAM-1的表达,并促进内皮细胞增殖,迁移和成管能力。TNF-α对内皮细胞的激活作用有赖于细胞内Calpain的活性,这与Calpain能够剪切I-κB,上调β-catenin的表达作用有关。结论:异种移植的DXR时期,内皮细胞Calpain活性增加促进内皮细胞黏附分子的表达,从而导致内皮细胞激活,增加炎性细胞的趋化和浸润,而Calpain活性抑制能后够减弱内皮细胞激活,减少移植物中的炎性浸润,延长移植物的存活时间。Calpain活性抑制还可以抵制炎症因子对内皮细胞功能的影响,降低内皮细胞增殖,迁移和成管能力,其机制与Calpain活性增加能够水解I-κB并上调β-catenin的表达水平有关。