摘要：为探讨八肽胆囊收缩素(CCK-8)缓解内毒素休克时肺动脉高压的作用机制, 应用离体血管环张力测定技术及扫描电镜方法, 观察了CCK-8对肿瘤坏死因子α (TNF-α)引起的肺动脉反应性及肺动脉内皮细胞超微结构变化的影响。结果显示: 离体肺动脉经TNF-α (4000 U/ml)孵育2 h对苯肾上腺素 (PE)的收缩反应、对乙酰胆碱 (ACh)及硝普钠(SNP)的内皮依赖性及非内皮依赖性舒张反应均无明显影响。TNF-α (4000 U/ml, 孵育7 h或14 h)可降低离体肺动脉对 ACh介导的内皮依赖性舒张反应; CCK-8 (0.5 μg/ml)逆转了TNF-α的上述作用。CCK-8 (0.5 μg/ml)本身对正常肺动脉舒缩反应无明显影响。扫描电镜显示, CCK-8 (0.5 μg/ml)对TNF-α (4000 U/ml, 7 h)损伤的肺动脉内皮细胞有保护作用。结果提示, CCK-8可逆转TNF-α对内皮依赖性舒张反应的抑制作用, 减轻内皮细胞结构损伤, 这可能是CCK-8抗内毒素休克时肺动脉高压并具有细胞保护作用的机制之一。临床败血症和实验性内毒素休克 (endotoxic shock, ES)常出现肺动脉高压(pulmonary arterial hyper～ten～sion, PAH)^［1］, 其发病机制尚未完全明了。 肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-alpha, TNF-α) 是内毒素或其活性成分脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)诱导多种靶细胞产生的前炎性细胞因子, 给动物注入TNF-α可引起同内毒素休克中所见相似的PAH, 提示TNF-α可能是ES时引起PAH的重要因素, 但TNF-α的作用机制尚不清楚。我室近年研究表明, 八肽胆囊收缩素(cholecystokinin-oc～ta～pe～ptide, CCK-8)有抗内毒素休克及肺动脉高压的作用^［2］, 但CCK-8对TNF-α诱导的肺动脉反应性改变是否有保护作用尚未见报道。本研究在离体水平观察CCK-8对TNF-α引起的肺动脉反应性及内皮细胞超微结构改变的影响, 探讨CCK-8缓解PAH的作用机制。

1材料和方法

1.1材料TNF-α、硫酸化CCK-8、氯化乙酰胆碱(ACh)、硝普钠(SNP)及消炎痛为Sigma产品。苯肾上腺素(PE)购于上海天丰制药厂。RPMI-1640培养基为美国Gibcobrl产品。其余试剂系国产分析纯试剂。

1.2离体肺动脉环的制备健康纯种新西兰家兔(2.0～2.5 kg), 雌雄不拘。实验前禁食12 h, 不禁水。以25%乌拉坦腹腔注射麻醉后放血处死。迅速联合摘取心肺, 在预冷(4℃)并通入95%O₂-5%CO₂的Krebs-Ringer bicarbonate(KRB)液中分离两侧近端的肺动脉, 剔除外膜粘附的结缔组织, 避免损伤动脉内皮细胞, 将肺动脉剪成约2.5 mm长的血管环, 每只家兔制备6～8个血管环(n代表血管环数)。

1.3实验分组TNF-α组、TNF-α+CCK-8组、CCK-8组及溶剂对照组。将肺动脉环置于RPMI-1640培养液(溶剂)中, 每2 ml培养液中含2个血管环, 分别用4000 U/ml TNF-α或加0.5 μg/ml CCK-8, 单用0.5 μg/ml CCK-8或溶剂, 在CO₂孵箱中(37℃、5% CO₂)分别孵育2、7或14 h。

1.4肺动脉环张力测定把预处理的肺动脉环垂直挂于夹层器官槽中, 一端固定于槽底部, 一端通过张力换能器与平台记录仪(四川仪表总厂)相连。槽中通有37℃恒温含10^－5 mol/L消炎痛(以消除环氧酶代谢产物的影响)的KRB液, 并持续充入95%O₂-5%CO₂混合气体。血管环在2g张力下平衡1 h, 每15 min换一次液。用平台记录仪描记血管环张力变化。用PE (10^－6 mol/L)检测肺动脉环的反应性, 待确认其反应性稳定后, 在PE (10^－6 mol/L)预收缩的血管环上, 分别观察: ACh(10^－8～10^－5mol/L)累积浓度舒张反应; SNP (10^－9～10^－6mol/L)累积浓度舒张反应。直接观察PE(10^－8～10^－5mol/L)累积浓度收缩反应。前一试剂的累积反应完成后用KRB液冲洗至张力回到基线后, 进行下一试剂的反应。实验结束后留取肺动脉烘烤至恒重, 以标化张力。收缩反应变化用克*张力/毫克*干重(g*tension/mg*dw)表示。舒张反应变化用舒张张力占同组PE收缩张力的百分比表示。

1.5扫描电镜形态学观察将血管环按前述分组孵育7 h后, 取出用0.9%生理盐水轻漂, 制成4 mm×4 mm血管标本, 用2.5% 戊二醛固定, 常规制备扫描电镜标本, 扫描电镜观察血管内皮细胞的超微结构变化。

1.6统计学处理数据用均数±标准误表示, 组间差异用单因素方差分析(one way ANOVA), 有显著差异者用Newman-Keuls q 检验进行两两比较, 以P＜0.05为有统计学意义。

2结果

2.1对肺动脉内皮依赖性舒张反应的影响

孵育2 h, TNFα、CCK-8对10^－8～10^－5 mol/L ACh引起的肺动脉内皮依赖性舒张反应无显著影响。孵育7 h或14 h, TNFα使肺动脉对ACh的内皮依赖性舒张反应百分比较对照组均明显降低。其中, 孵育7 h, 对10^－6 、10^－5 mol/L ACh舒张百分比分别为(53.77±2.84)%、(38.96±2.65)%, 而同浓度对照组为(78.99±3.23)% 、(71.12±6.16)%, P值均＜0.001, ACh剂量反应曲线(10^－8～10^－5 mol/L) 舰 2)。 孵育 14 h 对 10^－6 mol/L ACh舒张百分比为(70.90±2.73)%, 比对照组的(81.30±2.12)% 显著降低, P＜0.05。

CK-8与TNF-α共同孵育7、14 h, 肺动脉环对ACh剂量反应曲线(10^－8～10^－5 mol/L)较TNF-α组左移, 即CCK-8可逆转TNF-α对内皮依赖性舒张反应的抑制作用,增强肺动脉对ACh 的舒张反应。

CCK-8单独孵育不同时间组的肺动脉对ACh的内皮依赖性舒张百分比与溶剂对照组比较,均无显著性差异(P＞0.05)。

2.2对肺动脉非内皮依赖性舒张反应的影响

TNF-α、CCK-8单独及共同孵育2、7、14 h, 对10^－9～10^－6 mol/L SNP引起的肺动脉非内皮依赖性舒张反应无显著影响。

2.3对肺动脉收缩反应的影响

TNF-α、CCK-8单独及共同孵育2、7或14 h, 对10^－8～10^－5mol/L PE收缩反应均无显著影响(P＞0.05)。

2.4扫描电镜观察CCK-8对TNF-α引起的肺动脉环形态变化的影响

对照组内皮形态规则,细胞排列整齐, 细胞间隙不明显。TNF-α组内皮细胞排列不规则,细胞间隙增宽, 内皮下胶原纤维暴露,部分内皮细胞破裂, 核暴露。TNF-α+CCK-8组的内皮形态接近对照组,细胞间隙无显著?)。

3讨论

以往研究证实, 内毒素休克时TNF-α的水平显著增加, tNF-α对肺循环的血流动力学效应具有明显影响,并可持续很长时间。本实验观察了TNF-α的作用,显示TNF-α孵育2 h对肺动脉的收缩及舒张反应无显著影响,而孵育7、14 h, 显著抑制肺动脉对ACh的内皮依赖性舒张反应,提示TNF-α可能通过抑制肺动脉内皮功能促使PAH发生。Greenberg等^［3］用TNF-α(1.25 μg/ml)孵育分离的牛肺动脉1 h, 显著抑制对ACh、缓激肽和组胺的内皮依赖性舒张反应;在分离的动脉水平上, TNF-α似乎选择性抑制受体介导的内皮依赖性舒张作用。TNF-α抑制内皮依赖性舒张作用不能简单地归因于阻滞血管内皮上的胆碱能受体。有研究表明, tNF-α可时间和剂量依赖性地使内皮细胞中固有型一氧化氮合酶(cNOS)的稳定性降低, mRNA 减少^［4］。本研究结果提示, tNF-α可能通过抑制胆碱能受体介导的内皮衍生NO的释放,从而抑制肺动脉对ACh的内皮依赖性舒张反应,此可能是TNF-α导致PAH的作用机制。

本实验结果还表明, tNF-α对内皮依赖性舒张反应的抑制作用有时间依赖性。已知TNF-α诱导诱生型一氧化氮合酶(iNOS)增加的时间发生在4～6h, iNOS诱生的大量NO可显著抑制血管内皮细胞cNOS活性,产生负反馈调节作用^［5］。本实验各组PE收缩值与对照组比较无显著差异,提示TNF-α 7 h组可能与TNF-α诱导血管壁超氧阴离子(O₂)的生成增加有关。有人报道TNF-α激活蛋白激酶C(protein kinase C, PKC) 使活性氧如O₂产生增加^［6］。SNP是非内皮依赖性血管舒张剂,通过释放NO引起血管平滑肌舒张。本实验发现TNF-α对SNP的舒张反应无显著影响,表明在本实验条件下, TNF-α对平滑肌功能无明显影响,但可引起血管内皮细胞的功能障碍。

我室已证实, CCK-8具有对抗 eS发生过程中PAH 及肺组织损伤的作用^［7］。本实验证实的TNF-α抑制肺动脉内皮依赖性舒张作用可能是内毒素导致PAH形成的机制之一,我们首次发现CCK-8可以显著逆转TNF-α对肺动脉内皮依赖性舒张的抑制作用,这与CCK-8可逆转LPS对肺动脉的内皮依赖性舒张反应的抑制作用结果一致^［8］。CCK-8的保护作用机制可能有:(1)减轻内皮细胞结构损伤:本实验电镜结果显示, TNF-α孵育7 h, 肺动脉内皮细胞受损, 而CCK-8可减轻血管内皮病变,这进一步提示CCK-8具有保护内皮细胞的作用。(2)抗氧化作用:凌亦凌等^［9］的研究表明, cCK-8可使内毒素休克大鼠血液中SOD含量增加,说明CCK-8有一定的抗氧化作用。Amari等^［10］报道, o₂参与TNF-α诱导的PAH生成,而SOD可减轻早期和晚期的PAH。O₂使NO失活,从而干扰对ACh的内皮依赖性舒张作用。CCK-8的抗氧化作用可能是其细胞保护作用的机制之一。(3) 受体介导作用: 已有报道,肺内存在CCK受体^［11］, cCK-8的肺保护作用可