研究目的:临床部分:第一部分研究旨在探讨脓毒症患者血管内皮损伤标志物多配体糖蛋白1(Syndecan-1)、可溶性血栓调节蛋白(sTM soluble Thrombomdulin)与器官功能障碍严重程度的关系及其对脓毒症的预测价值;第二部分研究进一步评估血管内皮损伤标志物Syndecan-1、血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)与线粒体解偶联蛋白2(UCP2 Uncoupling protein 2)的关系,及其对脓毒症急性肺损伤的诊断及预后价值。基础部分:第三部分、第四部分研究分别通过细胞、动物实验,首先评估脓毒症时UCP2对线粒体功能、血管内皮细胞功能障碍的调控作用,再进一步探究UCP2调控脓毒症急性肺损伤血管内皮细胞功能障碍的分子机制。研究方法:临床部分:第一部分研究纳入105例患者分为感染组(n=28)、脓毒症非休克组(n=immune cytolytic activity31)和脓毒症休克组(n=46);第二部分研究纳入68例患者分为脓毒症急性肺损伤(n=33)、脓毒症非急性肺损伤(n=35)。收集患者入科24小时血清,通过酶联免疫吸附方法测量血清Syndecan-1、sTM、VE-cadherin及UCP2含量,同时收集临床资料,对患者进行随访,最后进行统计分析。基础部分:第三部分研究通过质粒构建UCP2上调、基因沉默构建UCP2下调的细胞模型,使用脂多糖刺激人脐静脉血管内皮细胞模拟体外脓毒症模型;第四部分研究通过腺相关病毒构建UCP2过表达小鼠、以及UCP2KO、野生型小鼠,通过盲肠结扎穿孔构建脓毒症急性肺损伤小鼠模型,从体内及体外研究分别评估炎症反应、线粒体功能、血管内皮细胞功能(包括血管内皮细胞活性、内皮细胞调亡及血管内皮细胞屏障功能)、肺部损伤等表型,最后检测通透性蛋白及相关信号通路分子的表达。结果:临床研究部分:第一部分:脓毒症休克组患者入科24小时血清两种血管内皮损伤标志物含量较脓毒症非休克组(Syndecan-1 102.84± 16.53 vs.76.06±10.51 ng/ml,P<0.001)、(sTM 9.67±3.38 vs.6.60± 1.44 ng/ml,P<0.001)均显著升高,脓毒症非休克组患者血清内皮损伤标志物含量较感染组(Syndecan-1 76.06± 10.51 vs.55.38±12.34,P<0.001)、(sTM 6.60±1.44 vs.5.23±1.23 ng/ml,P<0.05)均显著升高,脓毒症休克组患者血清内皮损伤标志物较感染组(Syndecan-1 102.84±16.53 vs.55.38 ±12.34ng/ml,P<0.001)、(sTM 9.67± 3.38 vs.5.23± 1.23 ng/ml,P<0.001)均显著升高。两种血清标志物Syndecan-1(rs=0.687,P<0.001)、sTM(rs=0.6,P<0.01)含量均与SOFA评分呈正相关,均对预测脓毒症(Syndecan-1(AUC 0.95±0.02,P<0.0001)、sTM(AUC 0.87±0.04,P<0.0001))及脓毒症休克(Syndecan-1(AUC 0.95±0.02,P<0.001)、sTM(AUC 0.65±0.06,P=0.01))具有一定价值。第二部分:脓毒症急性肺损伤组患者入科24小时内血清线粒体损伤标志物(UCP2(243.39±86.44 vs.190.97±72.43 pg/ml,P=0.0084))、血管内皮损伤标志物(Syndecan-1(97.12±19.46 vs.73.50±16.52 ng/ml,P<0.0001)、VE-cadherin(1196.5±360.18 vs.1034.4±158.39 ng/ml,P=0.018))含量较脓毒症非肺损伤组显著升高IACS-10759说明书;死亡组血清UCP2(297.07±84.63 vs.197.34±71.18 ng/ml,P<0.0001)、Syndecan-1(109.76±16.37 vs.79.10± 18.14ng/ml,P<0.0001)、VE-cadherin(1326.60± 503.17 ng/ml vs.1062.57±176.37,P=0.0021)含量较生存组均显著升高。脓毒症急性肺损伤患者血清UCP2分别与Syndecan-1(rs=0.649,P<0.0001)、VE-cadherin(rs=0.358,P=0.0408)呈正相关。UCP2及Syndecan-1均对预测脓毒症急性肺损伤(UCP2(AUC 0.662± 0.066,P=0.021)、Syndecan-1(AUC0.825± 0.053,P<0.0001))及脓毒症28天预后(UCP2(AUC 0.826±0.060,P=0.0003)、Syndecan-1(AUC 0.896±0.040,P<0.0001))具有一定的价值。基础研究部分:第三部分:siUCP2+LPS组血管内皮细胞炎症因子TNFα、IL18释放增加,mtROS及细胞凋亡率显著增加,血管内皮细胞的通透性显著变差,同时通透性相关蛋白VE-cadherin及ZO2表达降低。oeUCP2+LPS组血管内皮细胞线粒体功能显著改善包括ATPTrichostatin A显著增加、mtROS显著降低,而且血管内皮细胞凋亡率显著降低,细胞的通透性显著改善、VE-cadherin及ZO1表达升高;另外,研究表明褪黑素可以改善脓毒症诱导的线粒体功能障碍及血管内皮细胞功能障碍;同时发现oeUCP2+LPS组NLRP3、HMGB1表达显著降低,siUCP2+LPS组血管内皮细胞NLRP3、HMGB1蛋白表达显著增加。第四部分:UCP2KO+CLP组小鼠肺组织病理损伤显著增加,血清、肺组织及肺泡灌洗液TNFα、IL1β及IL18均显著增加,线粒体损伤显著加重,mtROS释放显著升高、MDA合成显著降低,EB染色含量显著增加,肺组织NLRP3合成显著增加、HMGB1显著降低;oeUCP2+CLP组肺组织病理损伤评分显著降低,血清及肺组织TNFα、IL1β、IL18及IL6含量均显著下降,线粒体损伤相对较轻,mtROS释放显著降低、MDA合成显著升高,小鼠肺组织EB染色含量显著降低,oeUCP2+CLP组小鼠肺组织NLRP3合成显著降低。结论:(1)UCP2-NLRP3是调控脓毒症血管内皮细胞功能障碍的分子机制;(2)UCP2-NLRP3是血管内皮细胞功能障碍介导脓毒症急性肺损伤的分子机制;(3)上调UCP2-NLRP3可以减轻血管内皮细胞功能障碍;(4)患者血清内皮损伤标志物Syndecan-1、sTM与脓毒症器官功能障碍的严重程度相关,同时对脓毒症及脓毒症休克具有一定的预测价值;(5)脓毒症急性肺损伤患者血清线粒体损伤标志物UCP2与血管内皮损伤标志物Syndecan-1、VE-cadherin含量密切相关,提示线粒体与血管内皮功能障碍密切相关;(6)脓毒症患者血清线粒体损伤标志物UCP2与血管内皮损伤标志物Syndecan-1含量对其发生急性肺损伤及其28天预后具有预测价值;(7)以线粒体为突破口,调控血管内皮细胞功能障碍可能成为脓毒症急性肺损伤干预的有效靶点。