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目的:通过建立同系大鼠肾移植缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)模型,观察粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)、C3、IL-17(Th17细胞标志物)和ED1(单核巨噬细胞标志物)在移植肾组织中的表达变化以及高压氧(hyperbaric oxygenation,HBO)治疗对其表达的影响,进一步研究肾IRI发生发展的分子机制以及高压氧对肾IRI的治疗作用和机制。方法:将SD大鼠随机分为肾移植组、肾移植﹢HBO治疗组(简称HBO治疗组)及假手术组,每组又分为1h、3h和5h组(每组n=6)。肾移植组仅行肾移植手术,HBO治疗组于再灌注后0h、2h和4h分别将肾移植术后的大鼠置于动物实验氧舱内予以HBO治疗1h,假手术组仅切除右肾,不做肾移植手术。于肾移植后1h、3h和5h处死肾移植组和HBO治疗组大鼠,留取移植肾组织和血标本,假手术组也于术后相应时间点处死大鼠并留取左肾组织和血标本。采用HE染色观察肾组织的病理改变,免疫组化法检测ICAM-1、VCAM-1、C3、ED1、IL-17蛋白的表达,实时荧光定量PCR(real-time PCR)检测ICAM-1和C3 m RNAs的表达以及全自动生化分析仪检测血清肌酐(SCr)。结果:1.肾功能变化:在再灌注1h、3h、5h时,与假手术组比较,肾移植组和HBO治疗组SCr值均显著增高(P<0.05);与肾移植组比较,HBO治疗组在1h、3h时无明显差异,在5h时SCr值则明显降低(P<0.05)。肾移植组和HBO治疗组内SCr值随时间延长逐渐升高(P<0.05)。假手术组内,各时间点SCr值无统计学差异(P>0.05)。2.肾组织病理变化:HE染色发现,假手术组各时间点肾组织结构正常,各时间点对比无明显变化。肾移植组随再灌注时间延长组织损伤加重,可见肾小管管腔扩张,上皮细胞肿胀,肾小球体积增大,逐渐可见蛋白样管型、红细胞管型、颗粒样变性及中性粒细胞浸润。HBO治疗组于1h和3h时,镜下观察与肾移植组无显著区别,在5h时其肾组织损伤则较肾移植组明显减轻。3.免疫组化法检测肾组织ICAM-1、VCAM-1、C3、ED1以及IL-17的表达变化:(1)ICAM-1:ICAM-1蛋白主要表达于肾小管上皮细胞胞核及间质细胞胞核。相对定量结果显示,再灌注1h、3h、5h时肾移植组的ICAM-1蛋白表达量显著高于假手术组和HBO治疗组(P<0.05),而HBO治疗组与假手术组无显著差异(P>0.05)。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长ICAM-1蛋白表达量显著升高(P<0.05)。(2)VCAM-1:VCAM-1蛋白主要表达于肾小管上皮细胞胞浆,少量表达于肾小球细胞胞浆。相对定量结果显示,再灌注1h、3h、5h时,肾移植组的VCAM-1蛋白表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后VCAM-1蛋白表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长VCAM-1蛋白表达量显著升高(P<0.05)。(3)C3:C3蛋白主要表达于肾小管上皮细胞胞浆。相对定量结果显示,再灌注1h、3h、5h时,肾移植组的C3蛋白表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后C3蛋白表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长C3蛋白表达量显著升高(P<0.05)。(4)ED1(单核巨噬细胞表面标志物):ED1蛋白主要表达于肾小管上皮细胞胞浆。相对定量结果显示,再灌注1h时,肾移植组的ED1蛋白表达量显著高于假手术组和HBO治疗组(P<0.05),HBO治疗组与假手术组无显著差异;再灌注3h和5h时,肾移植组的ED1蛋白表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后ED1蛋白表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长ED1蛋白表达量显著升高(P<0.05)。(5)IL-17(Th17细胞标志物):在肾移植组和HBO治疗组,IL-17蛋白主要表达于肾小管上皮细胞胞浆,肾小球细胞胞浆可见极少量表达,在假手术组,IL-17蛋白仅表达于肾小管上皮细胞胞浆,肾小球则无表达。相对定量结果显示,再灌注1h、3h、5h时,肾移植组的IL-17蛋白表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后IL-17蛋白表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长IL-17蛋白表达量显著升高(P<0.05)。4.real-time PCR检测肾组织ICAM-1和C3 m RNAs的表达变化:(1)ICAM-1 m RNA:相对表达量结果显示,再灌注1h时,三组间ICAM-1 m RNA的表达量无统计学差异;再灌注3h时,肾移植组ICAM-1 m RNA的表达量显著高于假手术组和HBO治疗组(P<0.05),HBO治疗组与假手术组无统计学差异;再灌注5h时,肾移植组ICAM-1 m RNA的表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后ICAM-1 m RNA的表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,再灌注1h和3h ICAM-1 m RNA的表达量无统计学差异(P>0.05),再灌注5h ICAM-1 m RNA的表达量显著高于1h和3h(P<0.05)。(2)C3 m RNA:相对表达量结果显示,再灌注1h、3h、5h时,肾移植组C3 m RNA的表达量显著高于假手术组(P<0.05),HBO治疗后C3 m RNA的表达量显著降低(P<0.05),但仍高于假手术组。肾移植组和HBO治疗组内,随时间延长C3 m RNA的表达量显著升高(P<0.05)。5.相关分析显示,大鼠SCr值与肾组织ICAM-1、VCAM-1、C3、ED1、IL-17蛋白表达量的P值均小于0.05,均存在正相关关系。结论:(1)肾移植再灌注后早期即出现了肾功能的损害和肾组织破坏,粘附分子、C3、Th17细胞和单核巨噬细胞参与并促进了肾缺血再灌注损伤,且随着再灌注时间延长组织损伤逐渐加重。(2)高压氧治疗于肾缺血再灌注损伤早期即可通过抑制肾组织中粘附分子的过表达、补体系统的活化、Th17细胞的聚集和单核巨噬细胞的浸润发挥肾保护作用,且随着再灌注时间延长,其保护作用越明显。