目的：　　机械通气是危重患者呼吸衰竭的主要治疗手段。虽然可以挽救众多病危患者的生命，然而也可以导致肺部损伤，造成呼吸机相关性肺损伤（ventilator-inducedlunginjury,VILI）。α1-抗胰蛋白酶（α1-antitrypsin,AAT）是一种内源性糖蛋白，属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族。AAT还具有较强的血管通透性，在肺组织中的浓度也会较高，并且对肺组织具有一定的保护作用。本文通过构建VILI大鼠模型，研究AAT在VILI诱导的炎性反应中的作用及其可能的作用机制，为VILI临床治疗提供新的思路。　　方法：　　1为了研究AAT在VILI模型中的保护作用，我们应用24只雄性大鼠（250-300g，10周）。将大鼠随机分为3组，每组8只：假手术组（S），机械通气/生理盐水组（V）和机械通气/AAT组（VA）。大鼠饲养一周后，构建VILI大鼠模型。通过腹腔注射3%的戊巴比妥钠进行麻醉，并每隔1h再次向大鼠注射10mg/kg戊巴比妥钠和0.1mg/kg维库溴铵，进一步维持大鼠处于麻醉状态，S组大鼠只进行麻醉处理；V组和VA组中将动物麻醉后，暴露颈部，并纵行切口将气管切开，放入气管套管装置进行吸氧（50%氧气和50%氮气的混合气体），机械通气4h，潮气量为30ml/kg，呼吸频率为50次/min，设置呼吸比为1:1。通气开始即刻向V组和VA组大鼠中注射生理盐水或单剂量的AAT（2mg/kg）。麻醉前、通气结束即刻，在S组、V组和VA组的大鼠尾部动脉处取血液标本，并立即按照Rapidlab348血气分析仪进行操作，检测PaO2/FiO2。将大鼠处死后，分离出右肺，并将其立即进行称重。将湿肺放于60℃烘箱中48h后，再次进行称重，然后计算湿干重比（wet-to-dryweight,W/D=湿肺重量/干肺重量）。收集支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolarlavagefluid,BALF），然后检测肺泡灌洗液中总蛋白的含量。此外将大鼠的右上肺取出，并将标本置于4%的多聚甲醛中固定，然后依次进行脱水处理、透明处理、放入石蜡、包埋、切片（5μm）、展开、烘干、脱蜡和水化处理、1%的苏木精染色、0.5%伊红染色液中浸泡，最后用中性树胶进行封片，常温下进行干燥。将染色切片置于显微镜下进行观察，主要从肺泡充血、肺泡壁水肿、嗜中性粒细胞的浸润、肺泡出血、肺泡壁增厚以及透明膜的形成进行评分，评分标准如下：0为正常情况，1为轻度变化，2为中度变化，3为严重变化，4为最严重变化。用显微镜在放大200倍后捕捉图片。　　2为了研究AAT对VILI诱导的炎性损伤的影响，我们应用24只雄性大鼠，将大鼠随机分为3组，每组8只：假手术组（S），机械通气/生理盐水组（V）和机械通气/AAT组（VA）。大鼠饲养一周后，构建VILI大鼠模型。机械通气4h，潮气量为30ml/kg，呼吸频率为50次/min，构建VILI大鼠模型。通气开始即刻向V组和VA组大鼠静脉注射生理盐水或单剂量的AAT（2mg/kg）。大鼠中通气4h后，将胸部切开，暴露心脏，针刺入右心室，收集4-5ml血液；离心后，吸出上层淡黄色透明液体，采用酶联免疫吸附试验（enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA）测定VILI大鼠肺部血清中细胞间粘附因子（intercellularadhesionmolecule-1,ICAM-1）和人巨噬细胞炎性蛋白2（macrophageinflammatoryprotein，MIP-2）的含量。采用注射器获取VILI大鼠模型中的肺泡灌洗液，然后4℃、1,500rpm离心15min，弃除上清液，取沉淀细胞均匀的涂布于载玻片上，采用Giemsa染液2-3滴，在室温下孵育1-2min后加入适量的PBS缓冲液，侵染30-40min，用蒸馏水缓慢冲洗3min，在室内自然晾干。最后将载玻片放置在显微镜下，随机选取8个视野，计数200个中性粒细胞（neutrophil，NE）的数目。此外，应用ELISA测定三组BALF溶液中的NE、炎性因子包括肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor-α，TNF-α）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和白介素6（interleukin-6，,IL-6）的分泌以及抗炎因子白介素10（interleukin-10，IL-10）。　　3为了研究AAT在VILI模型中的作用机制，我们应用24只雄性大鼠，将大鼠随机分为3组，每组8只：假手术组（S），机械通气/生理盐水组（V）和机械通气/AAT组（VA）。大鼠饲养一周后，机械通气4h，潮气量为30ml/kg，呼吸频率为50次/min，构建VILI大鼠模型。通气后立即向V组和VA组大鼠静脉注射生理盐水或单剂量的AAT（2mg/kg）。通气结束即刻，分离出S组、V组和VA组的大鼠右肺，采用蛋白免疫印迹法检测中NF-κB信号通路的活性。采用TUNEL染色细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡率，使用流式细胞仪测定测量附着和浮动细胞中凋亡细胞（annexin-V-positive和PI-negative）与坏死细胞数（annexin-V-和PI-positive）。共聚焦显微镜下，随机选取10个视野观察TUNEL阳性细胞的数目与总细胞的数目。并进一步通过蛋白免疫印迹法检测细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和cleavedcaspase-3的表达情况。　　结果：　　1AAT在VILI模型中的保护作用：在用呼吸机处理大鼠前，S组（假手术组）、V组（机械通气+生理盐水组）和VA组（机械通气+抗胰蛋白酶组）三组中PaO2/FiO2值无统计学意义（Svs.V，P=0.5482；Svs.VA，P=0.8084；Vvs.VA，P=0.9009）。呼吸机处理大鼠4h后，与对照S组相比，V组和VA组中PaO2/FiO2比值要显著性降低（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0222）；而与V组相比，在VA组中PaO2/FiO2比值显著性增加（P<0.0001）。对三组标本中W/D比值进行检测发现，与S组相比，V组和VA组中W/D比值显著性升高（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0003），而与V组相比，VA组中的W/D比值显著性降低（P<0.0001）。进一步对BALF中的总蛋白含量进行检测发现，与S组相比，V组和VA组中BALF溶液总蛋白含量显著性升高（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0016）；而与V组相比在VA组中，BALF溶液总蛋白的含量显著性降低（P=0.0003）。此外，为了进一步验证AAT在VILI模型中的保护作用，我们通过免疫组化检测了肺组织损伤情况，结果发现，与S组相比，V组和VA组中肺组织损伤程度均明显增加（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P<0.0001）；而与V组相比，VA组中肺组织损伤程度显著性降低（P<0.0001）。　　2AAT对VILI诱导的炎性损伤的影响：血球板计数法结果显示，在用呼吸机处理大鼠4h后，与S组相比，V和VA组的中性粒细胞数目显著地增加（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0010）；而与V组相比，VA组中的中性粒细胞数目显著性降低（P<0.0001）；并且进一步通过ELISA试剂盒检测三组NE含量，结果发现，其变化趋势与中性粒细胞一致。此外，炎性因子检测结果发现，与S组相比，V组和VA组的中肺纤维化相关促炎性因子TNF-α（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0013）、IL-1β（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0222）、IL-6（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0002）、ICAM-1（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0003）和MIP-2（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0010）的含量显著地增加，而与V组相比，VA组TNF-α（P<0.0001）、IL-1β（P<0.0001）和IL-6（P<0.0001）、ICAM-1（P<0.0001）和MIP-2（P<0.0001）的含量显著性降低。抗炎因子结果则相反，与S组相比，V组和VA组的中抗炎性因子IL-10（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P<0.0001）蛋白表达水平显著性降低；而与V组相比，VA组IL-10（P<0.0001）蛋白表达水平显著性升高。　　3AAT在VILI模型中的作用机制：蛋白免疫印迹法检测发现，与S组相比，V组和VA组的NF-κB活性显著性上调表达（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P<0.0001）；而与V组相比，VA组中NF-κB的活性显著性降低（P<0.0001）。并且细胞凋亡检测结果显示，与S组相比，V组和VA组肺组织中的细胞凋亡百分比显著性增加（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0302）；而与V组相比，经AAT处理的VA组细胞凋亡百分比显著性降低（P<0.0001）。此外，通过蛋白免疫印迹检测结果显示，与S组相比，V组和VA组凋亡相关蛋白Bax（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0019）、Bcl-2（Svs.V，P=0.0027；Svs.VA，P<0.0001）和cleavedcaspase-3（Svs.V，P<0.0001；Svs.VA，P=0.0009）显著性上调表达（P<0.05）；而与V组相比，VA组肺细胞中促凋亡蛋白Bax（P<0.0001）和cleavedcaspase-3显著性下调表达（P<0.0001），而抗凋亡蛋白Bcl-2显著性上调表达（P<0.0001）。　　结论：　　在本研究中，我们构建了VILI大鼠模型，然后通过静脉注射AAT治疗呼吸机诱导的肺损伤，探讨AAT在VILI模型中的作用及其作用机制，结果显示，机械通气可以对肺组织造成明显的肺功能障碍和炎性损伤，并且促进NF-κB信号通路的活性，促进肺组织细胞的凋亡；而AAT则可以通过抑制NF-κB信号通路的活性，抑制细胞的凋亡，从而缓解呼吸机损伤引起的功能障碍和炎性损伤。本研究揭示了AAT治疗呼吸机诱导的炎性损伤的作用和作用机制，为VILI的治疗提供了新的靶标。