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目的：机械通气是呼吸衰竭患者不可缺少的生命支持手段，也是手术患者常用的呼吸管理方法，而机械通气性肺损伤(ventilator inducedlung injury，VILI)是机械通气的常见并发症，影响机械通气的治疗效果。尽管肺保护通气策略(小潮气量机械通气)能减少VILI的发生，但为了保证足够的气体交换潮气量的减少常常受到限制，因此寻求VILI有效的药物预防仍有重要意义。VILI的主要病理基础是肺泡炎症及肺泡毛细血管通透性增加，但具体机制还不清楚。因此，本研究拟观察SD大鼠VILI过程中肺泡炎症反应、整合素αVβ3、核转录因子(nuclearfactor kappa B，NF-κB)的活性，以及人工合成RGDS肽(非特异性整合素受体阻断剂)对机械通气导致的aVβ3、NF-κB活性变化的影响，以期阐明整合素αVβ3介导的NF-κB通路在肺泡炎症中的作用。同时，建立人肺微血管内皮细胞(human pulmonary microvascular，HPMVEC)的机械牵拉模型，观察机械牵拉对HPMVEC单层通透性及整合素αVβ3活性的影响，并分析两者的关系，以期阐明整合素αVβ3在肺泡毛细血管通透性中的作用。从而最终明确整合素αVβ3在VILI中的作用及相关机制，为VILI的防治寻求新的靶点。
方法：动物实验：21只雄性SD(Sprague Dawley)成年大鼠随机分为3组(n=7)：对照组(Control组)，大潮气量机械通气组(HVT组)；RGDS肽预处理组(HVT+RGDS组)。各组大鼠麻醉后气管切开插管，Control组大鼠自主呼吸4 h；HVT组大鼠行机械通气，潮气量35 ml/kg，呼吸频率50次/min；HVT+RGDS组在机械通气前30 min给予整合素受体阻断剂RGDS肽5 mg/kg腹腔注射，机械通气参数设定同HVT组。机械通气4 h后放血处死大鼠，收集支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolarlavage fluid，BALF)和肺组织。BALF经离心分别收集上清和沉淀，用酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assays，ELISA)检测上清中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)的浓度，用BAC(bicinchoninic acid)蛋白检测试剂盒检测上清中总蛋白的浓度；BALF沉淀用于有核细胞计数，并通过细胞涂片的瑞氏染色对有核细胞进行分类。左肺组织行苏木精-伊红(hematoxylin-eosin，HE)染色观察肺组织病理变化；右肺组织提取总蛋白并用蛋白质免疫印迹(Western Blot)方法测定整合素αVβ3、NF-κB抑制蛋白(I-κB)的表达以及其磷酸化水平。
细胞实验：购买HPMVEC细胞株进行培养传代，4～8代细胞用于实验。实验分为3组：对照组(Control组)；机械牵拉组(Stretch组)；ML9预处理组(Stretch+ML9组)。Control组细胞静态培养在培养箱内，不给予机械牵拉；Stretch组细胞给予机械牵拉刺激2 h；Stretch+ML9组细胞于机械牵拉前给予肌球蛋白轻链激酶抑制剂ML9预处理(50μM，2 h)。用磁扭力刺激(magnetic twisting stimulation，MTS)对单层内皮细胞实施机械牵拉。用Transwell模型及异硫氰酸荧光素标记的右旋糖苷(fluorescrin isothiocyanate marked dextran，FITC-dextran)溶液检测单层细胞通透性，右旋糖苷通过单层内皮细胞的多少代表单层细胞通透性，用光密度(optical density，OD)表示；用磁扭力细胞仪(magnetic twisting cytometry，MTC)检测细胞间拉力；用免疫荧光染色检测整合素αVβ3和肌动蛋白的分布；用Western Blot方法检测整合素αVβ3的表达。
计量资料用均数±标准差表示。采用SPSS12.0统计软件进行方差分析(ANOVA)，P值小于0.05为差异有显著性。
结果：
动物实验：(1)Control组大鼠无明显的病理改变，而HVT组肺组织病理变化明显，包括炎症细胞浸润、肺泡水肿以及肺泡结构破坏，而HVT+RGDS组的肺组织病理变化较HVT组明显减轻；(2)与Control组比较，HVT组支气管肺泡灌洗液中多核细胞、单核细胞数量和总蛋白浓度明显增高；与HVT组比较，HVT+RGDS组支气管肺泡灌洗液中多核细胞、单核细胞及总蛋白明显减少(P<0.05)；(3)与Control组比较，HVT组支气管肺泡灌洗液中IL-6，TNF-α浓度明显增加；与HVT组比较，HVT+RGDS组支气管肺泡灌洗液中IL-6，TNF-α浓度明显减少(P<0.05)；(4)与Control组比较，HVT组肺组织整合素αVβ3、I-κB磷酸化明显增加；与HVT组比较，HVT+RGDS组肺组织整合素αVβ3、I-κB磷酸化明显减少(P<0.05)。
细胞实验：(1)与Control组比较，Stretch组的通透性明显增加(P<0.05)，而Stretch+ML9组通透性无明显变化；(2)Control组细胞肌动蛋白主要分布在细胞周边，而Stretch组细胞浆内可见明显的应力纤维形成，Stretch+ML9组肌动蛋白的分布与Control组相似；(3)Control组细胞整合素αVβ3均匀分布在细胞表面；而Stretch组细胞的整合素αVβ3明显簇积；Stretch+ML9组细胞整合素αVβ3的分布与Control组相似；(4)与Control组比较，Stretch组细胞间拉力明显增加(P<0.05)，而Stretch+ML9组无明显改变。
结论：
(1)整合素αVβ3活化参与VILI的炎症反应及毛细血管通透性增加；
(2)整合素αVβ3介导的NF-κB活化是VILI炎症反应的机制之一；
(3)整合素αVβ3簇积及应力纤维形成导致的细胞间拉力增加是VILI毛细血管通透性增加的可能机制；
(4)抑制整合素活性可望成为VILI新的防治手段。