内皮祖细胞对肺移植缺血再灌注损伤的治疗作用

Lung ischemia reperfusion injury is one of the major factors for acute lung injury and increases the reject responseafter lung transplantation. The underlying mechanism is the dysfunction or injuryof endothelial cell. Therefore, preventing or treating the endothelial cell injury effectively is a pivotal step in attenuating lung ischemia reperfusion injury. The endothelial progenitor cells (EPCs) are involved in angiogenesis or vascular repair via replacing or repairing endothelial cell. EPCs have been reported to ameliorate the myocardial, limb and cerebral ischemia reperfusioninjury, and acute lung injury induced by endotoxin or oleic acid, through inhibiting the response to oxidative stress and inflammation, thus reducing the apoptosis and tissue injury, and promoting angiogenesis. The present study aims to evaluate the therapeutic efficacy of EPCs on lung ischemia reperfusion injury after lung transplantation using some parameters including the gas exchange, permeability of lung micro vascular, lung injury, local or systemic inflammatory responseand cell apoptosis in the transplanted lung. The underlying possible mechanism will be investigated via detecting the distribution of EPCs, andthe expression level of fibroblast growth factor and vascular endothelial growth factorin the transplanted lung by immunofluorescence technique. The present study aims to come up a new concept for lung protection after lung transplantation, which will providethe theoretical basis for the clinical application of EPCs in lung transplantation

肺移植缺血再灌注损伤是造成急性肺损伤的主要因素之一。血管内皮细胞功能障碍和损伤是肺移植缺血再灌注损伤的发病基础。因此，积极预防或治疗血管内皮细胞损伤是治疗肺移植缺血再灌注损伤的关键。内皮祖细胞（EPCs）通过替换或修复血管内皮细胞从而具备血管修复和促进血管再生的能力。EPCs通过抑制氧化应激反应、炎症反应，减轻细胞凋亡和组织损伤，促进血管生成，从而对心肌、脑和肢体缺血再灌注损伤以及急性肺损伤均具有治疗作用。本研究拟通过观察肺移植后肺换气功能、肺血管通透性、组织损伤、炎症反应和细胞凋亡等方面研究EPCs对肺移植缺血再灌注损伤是否具有治疗作用；通过免疫荧光技术检测EPCs在移植肺内血管的分布以及移植肺内血管内皮细胞生长因子、成纤维细胞生长因子表达探讨EPCs对血管内皮修复的机制。本研究旨在为临床应用EPCs治疗肺移植缺血再灌注损伤提供新的思路和理论依据。

肺移植术后3个月内，有14%-18%患者由于肺缺血再灌注损伤导致死亡。即使度过急性期，术后1年中仍然有10%-25%患者由于缺血再灌注损伤引起的移植肺功能障碍，导致患者死亡。EPC具备血管修复和血管再生的能力，研究显示，EPC对心、肾脏等器官缺血再灌注损伤损伤有治疗作用，但是对肺移植缺血再灌注损伤是否有治疗作用及其作用机制，目前未见报道。本项目建立肺移植模型，观察EPC对肺移植缺血再灌注损伤的作用以及作用机制。大鼠分为空白对照组、模型组、EPC组和EPC/L-NIO组。空白组仅接受麻醉，其余接受肺移植手术。模型组注射生理盐水，EPC组注射EPC，EPC/L-NIO组注射被L-NIO预处理后的EPC。测量移植肺组织毛细血管通透性（包括氧合指数、组织湿干重比、肺组织蛋白浓度），外周血炎症因子浓度。另外，测量移植肺组织中内皮素-1、内皮型一氧化氮合酶、诱导型一氧化氮合酶、磷酸化肌球蛋白轻链、核转录因子、凋亡调节蛋白Bax、Bcl-2、活化的Csapase-3表达情况；测量肺组织中髓过氧化物酶活性。结果显示，与模型组比较，EPC可以显著提高肺移植后氧合指数、降低肺组织中蛋白浓度和湿干重比；EPC还可以减低外周血中促炎因子浓度、提高抗炎因子浓度；EPC降低移植肺内髓过氧化物酶活性，降低诱导型一氧化氮合酶、内皮素-1、磷酸化肌球蛋白轻链表达、抑制核转录因子激活，促进内皮型一氧化氮合酶表达；EPC可以降低Bax和活化caspase-3的表达，促进抗凋亡蛋白Bcl-2的合成。EPC对肺移植缺血再灌注损伤的治疗作用，可以被eNOS特异性抑制剂L-NIO所逆转。因此，根据结果：EPC可以减轻肺移植缺血再灌注损伤，降低肺移植后移植肺毛细血管通透性；抑制全身炎症反应；减轻血管内皮损伤；EPC减轻肺移植缺血再灌注损伤引起的细胞凋亡和组织学损伤，抑制促凋亡蛋白的表达、促进抗凋亡蛋白的表达。EPC对肺移植缺血再灌注损伤的治疗作用，主要是通过内皮型一氧化氮合酶来实现的。