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目的:多巴胺（Dopamine,DA）是中枢神经系统常见的神经递质,现有研究表明DA不仅可以调节行为、心血管、内分泌、胃肠道等脏器的功能,同时它还作为重要的一员参与到免疫系统,发挥其抗炎的作用。但是,DA是否对机械通气诱导的肺损伤（Ventilator-induced lung injury,VILI）具有保护作用仍不明了。因此,本研究的目的是探讨DA是否可以保护机械通气诱导的肺内皮屏障功能破坏及其潜在的分子机制。研究方法:收集临床上接受全麻机械通气肺组织部分切除患者的肺组织样本,按通气时间排列后检测肺组织中的DA受体:DA受体1（Dopamie D1 receptor,DRD1）和DA受体2（Dopamine D2 receptor,DRD2）以及Ac-α-tubulin蛋白水平的变化。动物实验选择ICR小鼠,小鼠全身麻醉后进行气管插管并连接小动物呼吸机进行机械通气（VT:30 ml/kg）,通气后分别在0.5 h、1 h、2 h、3 h、4h收取肺组织样本,肺组织切片DAB染色检测肺组织DA合成酶:酪氨酸羟化酶（Tyrosine hydroxylase,TH）和多巴胺脱羧酶（Dopa decarboxylase,DDC）及DA受体,肺组织抽提RNA或蛋白质检测肺组织DA合成酶及DA受体表达的变化。DA处理组在机械通气前腹腔注射DA（50 mg/kg）,对小鼠气管内给予小干扰片段阻断DA受体,选用DRD1基因缺失小鼠观察DRD1基因缺失对VILI的影响。在通气4 h结束后进行支气管肺泡灌洗（Bronchoalveolar lavage,BAL）,检测BAL中的细胞数和蛋白浓度的变化,检测肺组织湿干重比（W/D）反映肺水含量,通过伊文思蓝通透性实验检测反映血管通透性,肺组织切片HE（Hematoxylin and eosin）染色反映肺组织病理学改变。肺组织抽提RNA和蛋白质检测肺组织Ac-α-tubulin、NLRP3炎性体表达的变化;血清中DA水平及肺组织中炎症因子和DA含量的变化用ELISA（Enzyme-linked immuno sorbent assay）方法检测。细胞实验选择原代培养小鼠肺血管内皮细胞（Mouse lung vascular endothelial cells,MLVECs）对在体实验进行验证,对MLVECs行机械牵拉（Stretch:20%,Frequency:30/min,4 h）,细胞牵拉前给予DA、腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase,AC）激动剂forskolin、AC阻断剂KH7、蛋白激酶A（Protein kinase A,PKA）阻断剂H89、Epac（Exchange protein directly activated by c AMP）激动剂8-p CPT-2′-O-Me-c AMP、糖原合成激酶3（Glycogen synthase kinase3,GSK-3β）阻断剂SB216763、组蛋白去乙酰化酶（Histone deacetylase 6,HDAC6）阻断剂tubacin、依赖于NAD+的去乙酰化酶（NAD+-dependent deacetylase sirtuin-2,SIRT2）阻断剂AGK-2。牵拉结束后抽提细胞蛋白检测DRD1信号通路相关蛋白、AKT/GSK-3β信号通路相关蛋白、HDAC6以及Ac-α-tubulin蛋白水平的变化。研究结果:1.机械通气可选择性的诱导DRD1的表达下调,而对肺组织中DA合成酶及DRD2无明显影响。临床样本中DRD1的下调与通气时间具有相关性,小鼠不同通气时间的肺组织中DRD1的m RNA和蛋白表达均随着通气时间的延长而下降,而DA合成酶和DRD2均无明显改变。2.通气前给予DA可减轻大潮气量机械通气诱导的肺损伤,表现为BAL中细胞数和蛋白浓度下降,肺水肿程度降低和伊文思蓝通透性降低,肺组织病理学改变减轻。小鼠气管内给予DRD1 si RNA能阻断DA对VILI的上述保护作用,而小鼠气管内给予DRD2si RNA对DA的上述保护作用无明显影响。并且DRD1敲除小鼠DRD1基因缺失同样阻断了DA的上述保护效应。而给予DRD1和DRD2特异性的激动剂后发现,只有DRD1的激动剂与DA有着类似的效应,对VILI具有保护效应。3.机械通气可引起α-tubulin的乙酰化水平降低,并且临床样本发现α-tubulin的乙酰化水平降低与DRD1蛋白水平的降低具有相关性。而机械通气（机械牵拉）前给予DA能升高α-tubulin的乙酰化水平,这在整体和离体水平均可观察到。而对小鼠或MLVECs行DRD1 si RNA敲低DRD1的水平后,阻断了DA升高α-tubulin乙酰化水平的效应,而DRD2 si RNA并没有这种作用。DRD1敲除小鼠DRD1基因缺失同样阻断了DA升高α-tubulin乙酰化水平的效应。微管稳定剂可以保护机械通气诱导的肺内皮屏障功能破坏,表现为BAL中细胞数和蛋白浓度下降,肺水肿程度降低和伊文思蓝通透性降低,肺组织病理学改变减轻,而微管破坏剂则加重机械通气诱导的肺内皮屏障功能破坏。4.对MLVECs行机械牵拉后发现,HDAC6的阻断剂而非SIRT2的阻断剂能逆转机械牵拉引起的α-tubulin的乙酰化水平降低。GSK-3β的阻断剂能逆转机械牵拉引起的HDAC6 ser-22磷酸化水平升高。机械牵拉前给予DA,DA能逆转机械牵拉诱导的AKT活性降低和GSK3β的激活,以及抑制HDAC6 ser-22磷酸化。机械牵拉前给予forskolin能模拟DA的对AKT/GSK3β信号通路及HDAC6的作用,而KH7能阻断DA的上述作用。Epac的激动剂能模拟DA的上述作用,而PKA阻断剂对DA的上述作用无明显影响。5.离体和在体实验均可发现,机械牵拉前给予DA能抑制机械牵拉引起的NLRP3炎性体的激活,表现为NLRP3 m RNA和蛋白水平降低,及其下游的caspase-1 p10和IL-1β的水平降低。而对小鼠或MLVECs行DRD1si RNA敲低DRD1的水平后,阻断了DA抑制NLRP3炎性体激活的效应。此外,微管稳定剂能减轻机械通气诱导的NLRP3炎性体的激活,而微管破坏剂阻断了DA对NLRP3炎性体的抑制效应。结论:1.机械通气选择性的诱导DRD1表达降低。2.DA通过DRD1减轻机械通气诱导的内皮屏障功能破坏。3.DA通过DRD1减轻机械牵拉诱导的α-tubulin去乙酰化。4.DRD1信号通路通过c AMP/Epac介导的HDAC6脱乙酰酶的活性降低减轻机械牵拉诱导的α-tubulin去乙酰化。5.DA通过DRD1减轻机械牵拉诱导的NLRP3炎性体的激活。因此,选择性DRD1激活可能是临床治疗VILI的新思路。