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目的:肾脏缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤是临床上较为常见的病理现象,也是导致急性肾功能衰竭和肾移植失败的重要原因之一[1]。I/R损伤病因复杂,不仅与炎症反应有关,尚涉及细胞凋亡。PI3K/Akt信号通路由PI3K与其下游分子Akt所组成,广泛存在于细胞中,调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等。Kwon等[2]研究发现,肾脏I/R期间PI3K/Akt信号通路被激活,并通过其抗凋亡作用促进细胞存活,进而参与I/R损伤的修复。我们前期研究发现,超短效高选择μ阿片受体激动剂瑞芬太尼可通过抑制细胞凋亡减轻肾脏I/R损伤[3-4],但其具体机制尚不完全明了。本实验通过建立大鼠肾脏I/R损伤模型,观察应用瑞芬太尼对I/R不同时点肾脏细胞凋亡率和肾组织细胞中PI3K/Akt信号通路中PI3K m RNA和Akt m RNA的表达,以及Akt蛋白和磷酸化Akt(p-Akt)蛋白的表达的影响,以探讨瑞芬太尼减轻肾脏I/R损伤细胞凋亡作用是否与PI3K/Akt信号通路有关。方法:健康成年雄性SD大鼠60只,体重200~230 g,采用随机数字表法,将大鼠随机分为5组(n=12):假手术组(S组)、肾脏缺血再灌注组(I/R组)、瑞芬太尼组(R组)、瑞芬太尼+渥曼青霉素(Wortmannin)组(RW组)和Wortmannin组(W组)。除S组外,其余四组采用夹闭双侧肾动脉45 min恢复再灌注法制备大鼠肾脏I/R损伤模型。R组和RW组于缺血前15 min至再灌注30 min经尾静脉输注瑞芬太尼1.0μg·kg-1·min-1,S组、I/R组和W组给予等容量的生理盐水替代;RW组和W组于缺血前20min静脉注射Wortmannin 15μg/kg,S组、I/R组和R组给予等容量生理盐水替代。每组于再灌注24 h和48 h分别取6只大鼠经股静脉取血1ml,静置后离心,取血清,用于测定尿素氮(BUN)及肌酐(Scr)含量,并于再灌注24 h、48 h时处死大鼠取肾组织,HE染色光镜下观察肾脏组织病理学改变,流式细胞术双染法检测细胞凋亡率,RT-PCR法检测肾组织PI3K m RNA和Akt m RNA的表达,western blot检测肾脏组织Akt蛋白的表达和磷酸化Akt(p-Akt)蛋白的变化。结果:1血清Cr和BUN浓度与S组比较,其余4组再灌注各时点血清Cr和BUN浓度均明显升高(P<0.01或0.05)。与I/R组相比,R组再灌注各时间点血清Cr和BUN浓度均降低(P<0.01或0.05)。与R组比较,RW组和W组再灌注各时点血清Cr和BUN浓度升高(P<0.01或0.05)。I/R组、RW组和W组再灌注各时点血清Cr和BUN浓度比较差异无统计学意义(P>0.05)。2光镜观察S组各时点肾组织结构未见明显病理学改变;I/R组再灌注24 h肾小球固缩,肾间质充血水肿,肾小管扩张,可见肾小管上皮细胞水肿、空泡变性、坏死,再灌注48 h上述损伤加重,可见管腔内有大量坏死脱落细胞,部分管腔可见管型;R组再灌注24 h仅见肾间质轻度充血水肿及炎性细胞浸润,再灌注48 h肾间质充血水肿较再灌注24 h明显,可见肾小管管腔轻度扩张,偶见肾小管管腔细胞脱落及管型;RW组和W组各时点肾组织病理学结构变化与I/R组相近。3肾组织细胞凋亡率与S组比较,其余4组再灌注各时点细胞凋亡显著升高(P<0.01)。与I/R组相比,R组再灌注各时点细胞凋亡率显著降低(P<0.01),RW组和W组差异无统计学意义(P>0.05)。与R组比较,RW组和W组再灌注各时点细胞凋亡率升高(P<0.01)。4肾组织PI3K m RNA和Akt m RNA的表达与S组比较,I/R组、R组再灌注各时点PI3K m RNA的表达上调(P<0.01),RW组和W组再灌注各时点PI3K m RNA的表达差异无统计学意义(P>0.05);与I/R组相比,R组再灌注各时点PI3K m RNA的表达明显上调(P<0.01),RW组和W组再灌注各时点PI3K m RNA的表达明显下调(P<0.01)。再灌注各时点肾组织Akt m RNA表达水平5组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。5肾组织Akt蛋白和p-Akt蛋白的表达及p-Akt/Akt蛋白表达比值再灌注各时点肾组织总Akt表达水平5组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。与S组比较,I/R组、R组再灌注各时点p-Akt蛋白的表达上调,且p-Akt/Akt蛋白表达比值升高(P<0.01),RW组和W组再灌注各时点p-Akt蛋白的表达和p-Akt/Akt蛋白表达比值差异无统计学意义(P>0.05);与I/R组相比,R组再灌注各时点p-Akt蛋白的表达明显上调及p-Akt/Akt蛋白表达比值显著升高(P<0.01),RW组和W组再灌注各时点p-Akt蛋白的表达下调及p-Akt/Akt蛋白表达比值降低(P<0.01)。结论:瑞芬太尼通过激活PI3K/Akt信号通路减轻大鼠肾脏I/R损伤细胞凋亡。