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目的:观察肝纤维化形成及肝星状细胞活化过程中TGF-β1信号转导特点,探讨扶正化瘀方、尤其是其主要成份—丹酚酸B干预该信号转导的抗肝纤维化分子药理机制。
方法:本论文分为三部分。1.纤维化肝脏中TGF-β1信号转导变化特点与中药干预作用。为体内实验部分,采用二甲基亚硝胺(DMN)腹腔注射诱导大鼠肝纤维化模型,分为正常组、模型组和扶正化瘀方治疗组。模型组又分为染毒1d、3d、1w、2w、3w、4w及模型5w、6w、8w,共9个观察点;治疗组并在成模后第5w给予扶正化瘀方治疗,共4w。盐酸水解法测定肝组织羟脯氨酸(Hyp)含量;免疫组化染色观察肝组织SARA表达;Western印迹法分析肝组织TGF-β1、TGF-β受体、SARA、Smad7、Smad3与α-SMA蛋白表达。以观察整体动物纤维化肝脏TGF-β受体及其信号分子的变化,与抗肝纤维化有效中药的作用特点。
2.丹酚酸B盐对NIH/3T3细胞TGF-β受体及其胞内信号分子活性的影响。采用培养的NIH/3T3成纤维细胞,分为正常组、对照组和治疗组。对照组加100pMTGF-β1;治疗组除加入100pMTGF-β1,还分别加入1μMSA-B和10μMSA-B。Western印迹法分析NIH/3T3细胞TGF-β受体、ERK/p-ERK、PAI-1和Ⅰ型胶原蛋白表达;Northern印迹法观察NIH/3T3Ⅰ型胶原基因表达;凝胶阻滞分析NIH/3T3转录因子AP-1活性。以观察丹酚酸B对TGF-β/MAPK信号转导通路的影响。
3.HSC活化过程中TGF-β1信号转导变化特点与SA-B干预作用。分离培养原代肝星状细胞(HSC),于培养1d,4d,7d(细胞分别处于未活化、中间活化与完全活化状态)时,加入100pMTGF-β1刺激24h,并于每个时间点设正常对照组。选择培养4d的HSC,分为正常组和TGF-β1刺激组,分别给予受体激酶抑制剂(10μMSB431542)、10-6MSA-B和10-5MSA-B。Western印迹法分析TGF-β受体、SARA、Smad7、α-SMA和FN蛋白表达;明胶酶图法测定HSCMMP-2、MMP-9活性。以观察不同活化状态HSC的基础水平与TGF-β1刺激后的信号分子变化特点,观察丹酚酸B盐对中间活化状态正常HSC与TGF-β刺激HSC功能表型、尤其是TGF-β/Smads信号转导通路的影响。
结果1.随肝纤维化发展,TGF-β1与TβR-Ⅰ蛋白表达明显增加,TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值与肝组织Hyp含量呈负相关。肝窦内细胞表达SARA蛋白,随肝纤维化发展,SARA蛋白表达逐2渐减少,Smad3总量无明显变化。扶正化瘀方明显降低肝组织TGF-β1和TβR-Ⅰ蛋白表达、抑制肝星状细胞活化,降低肝组织Hyp含量。
2.TGF-β1明显促进NIH/3T3中TβR-Ⅰ表达、ERK与转录因子AP-1活性、与细胞外基质成分生成。SA-B剂量依赖性抑制TβR-Ⅰ表达、ERK磷酸化与转录因子AP-1活性,下调TGF-β/MAPK信号转导与抑制TGF-β1刺激的细胞外基质生成。
3.随HSC自活化,基础状态α-SMA与TβR-Ⅰ蛋白等表达明显增加,TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值降低、MMP-2活性显著增强、Samd7蛋白表达增加、SARA蛋白表达减少。TGF-β1可明显促进中间活化状态HSC的α-SMA与TβR-Ⅰ蛋白表达、降低TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值、抑制SARA表达、增强MMP-2活性。丹酚酸B明显抑制HSC的α-SMA表达、提高TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值、促进SARA和Smad7蛋白表达,增强自活化HSCMMP-2活性。
结论1.首次发现肝组织窦内细胞表达SARA,且随肝纤维化发展和培养HSC活化,SARA蛋白表达减少。
2.随模型大鼠肝纤维化发展,肝脏TGF-β1与TβR-Ⅰ蛋白表达明显增加、TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值减少,Smad7表达下降。HSC自活化过程中,基础状态TβR-Ⅰ蛋白表达增加、TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值减少,SARA蛋白表达减少;TGF-β1刺激明显促进TβR-Ⅰ表达,进一步减少TβR-Ⅱ/TβR-Ⅰ比值。这些变化是肝纤维化的TGF-β1信号转导的重要分子病理特点。
3.抑制纤维化肝组织TGF-β1与TβR-Ⅰ蛋白表达,是扶正化瘀方干预纤维化肝脏TGF-β1信号转导而抗肝纤维化的重要作用机制。
4.丹酚酸B具有抑制TGF-β1刺激的成纤维细胞与肝星状细胞中TβR-Ⅰ蛋白表达,抑制成纤维细胞中ERK磷酸化和AP-1活性,促进肝星状细胞中Smad7与SARA蛋白表达,即能下调ECM生成细胞中TGF-β/MAPK与TGF-β/Smads信号转导通路。这些作用是丹酚酸B抗肝纤维化的重要分子药理机制。