辛伐他汀通过调控中性粒细胞胞外陷阱减轻急性呼吸窘迫综合征小鼠呼吸机相关性肺损伤的研究

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:European Journal of Medical Research 2.8

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  急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者使用机械通气(MV)时易引发呼吸机相关性肺损伤(VILI)。研究人员开展了辛伐他汀对 ARDS 小鼠 VILI 影响的研究,发现辛伐他汀能减轻 VILI,可能通过减少中性粒细胞胞外陷阱(NETs)生成和细胞凋亡,为 ARDS 治疗提供新方向。

  在医疗领域,急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种棘手的病症,患者会出现进行性呼吸困难和难以纠正的低氧血症,在重症监护病房的住院患者中,有超过 10% 是因 ARDS 入院,但目前尚无有效的治疗药物。机械通气(MV)虽能为 ARDS 患者提供支持,防止低氧血症和肺泡塌陷,甚至减轻肺水肿,然而它也像一把双刃剑,会干扰正常呼吸过程,引发或加重肺损伤,这种情况被称为呼吸机相关性肺损伤(VILI),大约 24% 接受机械通气的患者会因机械牵引导致肺泡过度扩张,进而引发炎症和肺损伤。因此,有效防治 ARDS 患者的 VILI 在临床实践中至关重要。
中性粒细胞胞外陷阱(NETs)由高度活化的中性粒细胞释放,它由含有 DNA 骨架和多种蛋白质的网络构成,在多种疾病的发展中都有它的身影,尤其是在急性肺损伤的进程中发挥着关键作用。而肽酰精氨酸脱亚氨酶 4(PAD4)是 NETs 形成的核心酶。辛伐他汀作为一种药物,能抑制 3 - 羟基 - 3 - 甲基戊二酰辅酶 A(HMG-CoA)还原酶,不仅可以抑制炎症细胞迁移和炎症因子释放,还在哮喘治疗中展现出减少 NETs 生成的能力,并且在肺保护和心脏保护研究中具有抗凋亡作用。鉴于 NETs 在急性肺损伤和 VILI 中的重要地位,以及辛伐他汀与肺部疾病和 NETs 的潜在关联,来自滨州医学院第二临床医学院等机构的研究人员提出假设,辛伐他汀或许能通过抑制 NETs 形成,至少部分通过抑制 PAD4 来减轻 ARDS 小鼠的 VILI。该研究成果发表在《European Journal of Medical Research》上,为相关疾病的治疗研究提供了新的方向。

研究人员为开展此项研究,运用了多种技术方法。首先,选取 72 只 C57BL/6 小鼠,随机分为 6 组,构建 ARDS 小鼠模型,对小鼠进行机械通气。实验结束后,采集小鼠的肺组织和血液样本。通过动脉血气分析计算 PaO2/FiO2比值评估肺泡毛细血管通透性;采用苏木精 - 伊红染色观察肺组织病理变化并进行肺损伤评分;运用 ELISA 法检测支气管肺泡灌洗液(BALF)和外周血中炎症因子浓度;利用免疫印迹法、免疫组化、免疫荧光分析等技术检测相关蛋白的表达水平;借助 TUNEL 染色法检测细胞凋亡情况。

在研究结果方面:

  1. 辛伐他汀对肺泡毛细血管通透性的影响:与假手术组(S 组)相比,其他处理组的肺组织湿 / 干重比和 BALF 中总蛋白浓度升高,PaO2/FiO2比值降低。而辛伐他汀处理组(MS 组)和 PAD4 抑制剂 GSK484 处理组(MG 组)与 LPS 和机械通气联合处理组(LV 组)相比,湿 / 干重比和蛋白浓度降低,PaO2/FiO2比值升高,这表明辛伐他汀能够改善肺泡毛细血管通透性。
  2. 辛伐他汀对肺组织病理学的影响:S 组肺组织无明显损伤,而 L 组(LPS 处理组)、V 组(仅机械通气组)和 LV 组出现严重炎症反应,支气管和肺泡壁明显增厚,部分肺泡壁破裂。与之相比,MS 组和 MG 组的损伤有所减轻,肺泡破坏减少,肺泡腔内红细胞和炎症分泌物渗出也减少,说明辛伐他汀可减轻肺组织损伤。
  3. 辛伐他汀对局部和全身炎症的影响:检测 BALF 中的炎症细胞计数和细胞因子浓度,发现与 S 组相比,其他处理组的 IL-1β、IL-6、TNF-α 浓度和中性粒细胞计数升高,LV 组更为明显。而 MS 组和 MG 组的这些指标低于 LV 组。检测血清细胞因子水平也得到类似结果,表明辛伐他汀能减轻局部和全身炎症反应。
  4. 辛伐他汀对 NETs 生成的影响:通过多种检测方法发现,与 S 组相比,其他处理组肺组织中 PAD4、中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)、瓜氨酸化组蛋白 3(Cit-H3)和 BALF 中髓过氧化物酶(MPO)的表达水平升高,LV 组更高。MS 组和 MG 组的这些指标低于 LV 组,说明辛伐他汀可减少 NETs 生成。
  5. 辛伐他汀对细胞凋亡的影响:TUNEL 染色显示 LV 组肺组织细胞死亡严重,MS 组和 MG 组细胞凋亡程度显著降低。免疫印迹分析发现,与 S 组相比,其他处理组 Bax 表达增加,LV 组更明显,MS 组和 MG 组 Bax 表达低于 LV 组,且 Bcl-2 表达变化与 Bax 相反,表明辛伐他汀具有抗凋亡作用。

研究结论和讨论部分指出,辛伐他汀预处理可减轻 ARDS 小鼠的 VILI,其保护作用可能与抗炎和抗凋亡效应有关,且这些效应可能通过减少 NETs 生成来实现。研究中使用的三个创伤组(L 组、V 组和 LV 组)验证了 LPS 和高潮气量机械通气会协同加重肺损伤,更贴近临床实际。虽然辛伐他汀在治疗 VILI 方面仍处于基础研究阶段,但它作为一种成熟的临床药物,在多系统疾病治疗方面可能具有潜在优势,未来有望成为 ARDS 患者机械通气支持治疗的新选择。不过,目前还缺乏辛伐他汀与 NETs 之间机制关系的直接数据,后续还需进一步深入探究。总之,该研究为 ARDS 患者的治疗提供了新的思路和潜在的治疗方向,对推动相关领域的研究和临床实践发展具有重要意义。
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