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【目的】特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是临床上最常见的一种肺间质疾病,其发病率呈逐年增高的趋势。IPF的起病隐袭,病情进展快,预后差,目前缺乏有效的临床治疗手段。IPF的发病机制尚不明确,成纤维细胞在疾病的发生和发展进程中起着重要的作用。在肺纤维化形成过程中有成纤维细胞的增殖加重、分泌胶原等细胞外基质增多,并且成纤维细胞和多种促炎因子之间发生复杂多样的相互作用关系,共同参与和促进肺纤维化的形成。现在研究已经证实成纤维细胞有不同的亚型,不同亚型之间的形态、对炎症因子的反应及各自的分泌物质均有不同。根据有无Thy-1表达,可以将肺成纤维细胞分为Thy-1-/Thy-1+细胞两种不同的亚型。已经有研究报道在肺纤维化形成过程中有Thy-1表达的减少,这一变化可能和肺纤维化的形成有重要关系。研究发现正常肺组织中成纤维细胞多为Thy-1+细胞,而在纤维化明显的肺组织中则以Thy-1-成纤维细胞为主要存在形式。目前国内尚未见Thy-1表达与肺纤维化之间关系的研究;在国外,实验多以体外培养的成纤维细胞为研究对象,对肺纤维化形成过程中成纤维细胞Thy-1表达的动态变化尚未见报道;并且引起Thy-1表达改变的机制目前尚不明确,在这一方面进行的研究也甚少。本实验以博莱霉素致肺纤维化大鼠为动物模型,免疫组化法测定纤维化形成过程中成纤维细胞Thy-1及Thy-1mRNA表达率的动态变化情况;测定肺组织中羟脯胺酸的含量;同时测定肺泡灌洗液中细胞因子的含量,来观察在纤维化形成过程成纤维细胞中Thy-1的表达趋势及Thy-1表达率与Thy-1mRNA表达率、胶原生成量及细胞因子之间的关系,从而在成纤维细胞方面探讨肺纤维化的发病机制,为进一步对IPF发病机制及治疗提供新的研究方向。【方法】1.随机分组法将大鼠分为BLM实验组和NS对照组,并留取空白对照。将大鼠在腹腔内麻醉下暴露颈部气管,实验组经气管注/KBLM0.5 mg/0.125 ml/100 g复制大鼠肺纤维化动物模型,对照组注入相同剂量的NS;分别于用药后的第1、3、7、14、28天两组各随机放血处死8只动物,留取右肺上中叶4%多聚甲醛固定包埋,备做HE、免疫组化、原位杂交;右肺下叶备做羟脯胺酸测定;左肺用PBS行肺泡灌洗,留取上清液做细胞因子测定。2.HE染色观察组织病理学变化。3.免疫组化法观察用药不同时间点(第1、3、7、14、28天)大鼠肺组织的成纤维细胞表达Thy-1的情况。4.原位杂交方法测定不同时间点(第1、3、7、14、28天)Thy-1mRNA的表达情况。5.采用对二甲氨基苯甲醛法测定肺组织HYP的含量。6.小鼠胸腺细胞法测定BALF中IL-1及结晶紫法测定TNF活性。7.分析肺纤维化过程中成纤维细胞Thy-1表达与Thy-1mRNA生成、胶原分泌及细胞因子之间的关系。8.采用SPSS11.5医学统计软件,变量以均数±标准差((?)(?)SD)表示,各组间均数的比较采用随机区组方差分析,两因素间相关分析采用直线相关;以P<0.05为有统计学意义。【结果】1.NS对照组在用药第1、3天可见轻度反应性炎症出现,肺泡内轻度炎性细胞渗出,肺泡间隔无水肿,无纤维细胞增生及纤维化形成;炎症于第7天时已完全消失。BLM组注药第1、3天以炎性反应为主,肺泡腔内有炎性细胞渗出,肺泡间隔可见轻度水肿;第7天肺泡间隔可见成纤维细胞增生,纤维化开始出现;第14天肺泡壁增厚,成纤维细胞增生明显,基质明显增多,可见胶原纤维积聚,肺泡结构破坏,出现斑片状纤维化;第28天肺泡壁显著增厚,肺泡结构破坏,一部分肺泡腔受压变小或消失,形成严重纤维化,模型建立成功。2.正常肺组织间隔中大多成纤维细胞Thy-1表达阳性,阳性率为88.01±4.12%;BLM实验组肺间隔成纤维细胞Thy-1表达自第7天开始明显减少,并呈进行性下降,第28天时达最低谷,尤其成纤维细胞灶中缺乏Thy-1着色(P<0.05)。3.成纤维细胞Thy-1mRNA表达率在BLM实验组各用药时间点无明显下降趋势,无统计学意义(P>0.05);在以Thy-1-表达为主的成纤维细胞灶中仍可见Thy-1mRNA着色。4.肺组织匀浆中HYP从第7天开始呈持续升高。5.BALF中IL-1测定量在各时间点无明显差别;TNF自第3天开始升高,第7天达高峰,之后开始有所下降,但仍维持在较高水平。6.成纤维细胞Thy-1表达率与肺组织HYP生成量之间具有负相关性,相关系数为r=-0.921;Thy-1表达率与Thy-1mRNA表达率之间无显著相关性(P>0.05);Thy-1表达率与IL-1、TNF-α水平之间未发现显著相关性(P>0.05)。【讨论】肺间质疾病共同病理学特点是肺间质中成纤维细胞增殖聚集、胶原等细胞外基质大量沉积。成纤维细胞是细胞外基质的主要来源细胞,它能被多种促炎因子激活,活化的成纤维细胞能够合成大量的胶原,释放多种细胞因子,加速和促进纤维化的进程。不同Thy-1表达对成纤维细胞的生物学特性具有重要意义,Thy-1-成纤维细胞表现出较强的细胞活性,能够在促炎因子作用下增殖加快、分泌胶原增多,同时能释放出多种细胞因子进一步促进肺纤维化的形成;Thy-1+细胞则是一种处于相对静止状态的细胞,对细胞因子的作用反应及释放细胞外基质的能力均较弱。本实验结果示Thy-1在正常肺组织中表达率高,在肺纤维化的形成过程中Thy-1表达逐渐减少,在纤维化明显的部位尤其是纤维灶中Thy-1表达少见,即肺纤维化过程中Thy-1-成纤维细胞比例逐渐增高。这种表达的变化与肺间质中胶原的含量有密切关系。在肺纤维化进程中,胶原含量成逐渐增加的变化,升高从第7天开始明显,到测定的第28天增加程度达高峰,这与Thy-1表达成负相关,结果提示Thy-1-成纤维细胞是主要的胶原来源细胞。国外进行的体外实验报道,IL-1、TNF、TGF等细胞因子与Thy-1的表达减少有关系。本实验通过测定BALF中IL-1及TNF-α在肺纤维化过程中的变化,发现其与Thy-1表达之间无明显相关性,考虑在体内Thy-1表达的改变是一种多因素作用的结果,除上细胞因子IL-1 TNF-α外,还有其他多种因素参与此过程。Thy-1在肺纤维化进程中表达减少的机制目前还不明确,并且此方面的研究进行甚少。本实验同时测定了Thy-1mRNA在成纤维细胞的表达情况,发现随Thy-1表达减少并无Thy-1mRNA的相应降低,提示Thy-1减少不是发生在mRNA水平上。体外研究发现,Thy-1能从细胞表面脱落,以可溶的形式出现在相应的细胞培养液中,这提示我们肺成纤维细胞的Thy-1表达减少可能是多种原因导致的蛋白脱落而造成的。测定肺泡灌洗液中Thy-1的变化将是我们下一步工作的一个方向,这将对于解释Thy-1的变化机制有重要意义。[结论]在正常肺组织成纤维细胞表达Thy-1+,在肺纤维化形成过程中成纤维细胞表达Thy-1呈进行性减少,在肺纤维化明显的区域成纤维细胞表达Thy-1-为主;Thy-1表达减少与Thy-1mRNA合成减少关系不大;Thy-1表达率与胶原合成之间存在负相关,Thy-1-成纤维细胞是主要胶原合成细胞;Thy-1减少与IL-1、TNF无明显相关性,可能是一个综合因素作用的结果。