腹主动脉内局部灌注克伦特罗和丁氧胺调控β2肾上腺素受体对脊髓缺血再灌注损伤保护作用及机制的研究

脊髓缺血再灌注损伤是临床多种阻断主动脉手术的常见并发症，可导致截瘫甚至死亡。球囊导管阻断主动脉可成功用于主动脉瘤破裂的急救，且能明显减少骶尾部肿瘤、脊柱畸形和盆腔肿瘤等手术的大量失血，显著提高成功率，但由此造成脊髓损伤是关键难题。现有脊髓保护措施并发症多，可行性差，效果有限。最新研究发现调控β2肾上腺素受体可有效减轻脑损伤，但其与脊髓损伤的关系尚不明确，且关于调控方式（激动/阻滞）存在极大争议，更缺少关于给药时机、最适剂量及相关机制的深入研究。申请人前期研究发现腹主动脉内局部灌注给药较全身给药保护作用强，副作用小。因此本项目从临床实际出发，在前期研究基础上，自行研制三腔球囊导管，阻断腹主动脉造成脊髓缺血，通过动脉内灌注β2肾上腺素受体激动剂克伦特罗和阻滞剂丁氧胺，研究调控β2肾上腺素受体对减轻脊髓损伤的作用，探讨给药时机、最适剂量和相关机制，为临床防治脊髓损伤提供新方案和实验室依据。

本研究首次采用Edwards公司生产的4F Swan-Ganz 球囊导管（116F4）成功建立脊髓缺血再灌注损伤动物模型，并发现脊髓损伤后β2肾上腺素受体在脊髓前角运动神经元表达明显增加，提示β2肾上腺素受体与脊髓缺血再灌注损伤存在密切联系。继之给予β2肾上腺素受体激动剂克伦特罗及阻滞剂丁氧胺调控该受体，发现克伦特罗与丁氧胺相比，脊髓保护作用更强，对血流动力学、血糖及气道阻力的不利影响更小，更适用于防治脊髓损伤。进一步对克伦特罗给药剂量和给药时机的研究发现，缺血期间和缺血后给予克伦特罗均可减轻脊髓损伤，以缺血期间经腹主动脉局部灌注克伦特罗0.1mg/kg效果最为显著，可作为最佳给药方案。本研究发现克伦特罗产生脊髓保护作用的机制涉及多个方面，包括通过抑制Capase3表达、提高Bcl2/Bax比值，抑制脊髓前角运动神经元凋亡；通过减少脊髓组织肿瘤坏死因子TNF-α及IL-6的含量，增加TGF-β1和IL-10的含量，抑制炎性及增殖反应；减少血管内皮生长因子VEGF的产生及抑制兴奋性氨基酸的堆积等。综上所述，本研究提示β2肾上腺素受体有望成为防治脊髓缺血再灌注损伤的新靶点，明确克伦特罗激动β2肾上腺素受体可产生脊髓保护作用，确定了最佳给药时机和给药剂量，揭示了保护机制，为克伦特罗防治脊髓损伤提供了重要的实验室依据。如能拓展到临床，将极大减少各种阻断主动脉的复杂大手术后脊髓损伤的发生，具有广阔应用前景。