研究背景:吸入性麻醉药物在体内及体外实验中对缺血再灌注器官具有保护作用的观察具有巨大的临床应用潜力,然而具体的分子机制仍不十分明确。地氟醚是一种氟化的甲基乙基醚,而目前针对地氟醚器官保护性的研究十分局限。有限的研究仅发现地氟醚预处理对心脏缺血再灌注损伤具有优势保护作用,然而其在肾脏缺血再灌注损伤中的作用鲜有报道。急性肾损伤是一组临床综合征,定义为突发的肾脏功能下降,并同时存在组织损伤和功能的丧失。而肾脏缺血再灌注是导致急性肾损伤的主要因素。因此研究吸入性麻醉药物对急性肾损伤的器官保护性则十分具有临床价值。在分子机制方面,急性肾损伤伴随着大量的炎性细胞因子的产生和释放,同时肾小管细胞的死亡与炎性相关的细胞焦亡类型密切相关。基于以往对吸入性麻醉药物能够降低炎症反应及炎性细胞因子的产生和释放的研究结论,我们认为地氟醚能够通过调节炎性相关的分子通路而对缺血再灌注的肾脏起到保护作用。因此,本研究以炎性小体NLRP3上下作用轴为中心探讨地氟醚预处理对肾脏缺血再灌注损伤中细胞焦亡的调节机制。研究目的:在本次研究中,我们应用肾脏缺血再灌注小鼠模型以及HK-2近端肾小管细胞作为研究对象,探讨地氟醚在缺血再灌注和缺氧/复氧条件下对肾脏和肾小管细胞的保护作用,其对炎性细胞分子表达的影响,以及背后炎症相关的细胞焦亡机制。方法:本研究中应用右肾切除、左肾缺血45分钟后再灌注小鼠模型来观察地氟醚预处理对缺血再灌注损伤肾脏的保护作用。地氟醚预处理的浓度恒定为8%(地氟醚于氧气/氮气混合气体中),预处理时长为1小时并随后给予20分钟恢复时间,而对照组小鼠(假手术对照组和肾脏缺血再灌注手术对照组)相同时间暴露于正常流速的空气中。术后以生化指标:24小时尿排出量、尿液渗透压、血肌酐、尿素氮,以及计算肌酐清除率为标准确定肾脏功能的变化。根据HE染色结果和计算的肾损伤指数确定肾脏病理变化。应用免疫组织化学方法和Western blot免疫分析法量化水通道蛋白1和3在肾脏中的表达。应用酶联免疫吸附(ELISA)和WesterPCR Reagentsn blot免疫分析法量化IL-1β、IL-6、TNF-α和MCP-1在肾脏中的表达。应用Western blot免疫分析法量化肾脏中焦亡相关蛋白caspase-1、kim-1和GSDMD的表达。在HK-2缺氧/复氧模型中,应用CCK-8测定地氟醚对细胞活性的影响。应用免疫细胞化学染色法观察NF-κB的核移位。最后,应用Western blot免疫分析法量化各组细胞中焦亡相关蛋白NLRP3、kim-1、IL-1β和caspase-1的表达。结果:1.地氟醚selleck化学预处理缓解缺血再灌注小鼠肾脏功能的下降,表现为减轻术后尿渗透压降低程度、肌酐和尿素氮的上升程度、以及提高了由肾脏缺血再灌注导致的肌酐清除率下降。2.地氟醚预处理减少缺血再灌注小鼠肾脏中炎性细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α以及趋化因子MCP-1的表达和释放。3.地氟醚预处理缓解缺血再灌注小鼠肾脏病理改变并减缓细胞焦亡发生,表现为抑制焦亡重要蛋白酶Caspase-1激活、抑制焦亡执行蛋白GSDMD和肾小管损伤标记蛋白kim-1的表达。4.地氟醚预处理部分恢复缺血再灌注小鼠肾脏中水通道蛋白1和3的表达下调selleck抑制剂。5.细胞实验中,地氟醚预处理减缓缺氧/复氧导致的HK-2细胞死亡。6.地氟醚预处理通过NF-KB/NLRP3信号通路调节缺氧/复氧导致的HK-2焦亡的发生,表现为抑制NF-KB的核移位、减少缺氧/复氧后NLRP3的表达上调、降低细胞因子IL-1β的表达上调、以及抑制焦亡重要蛋白酶Caspase-1激活。结论:我们的研究结果表明,地氟醚预处理能够在缺血再灌注小鼠模型中抑制肾脏细胞炎性分子的表达和释放,同时抑制焦亡的发生。这种保护作用是通过NF-κB/NLRP3信号通路进行调节的。