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目的放射性肺纤维化是肺组织遭受放射损伤后继发引起的肺泡结构无效重建的终末阶段,其详细的启动机制至今未明。在放射性肺损伤早期,Ⅳ型胶原表达增加与肺纤维化启动过程似有一定的联系。本研究拟探讨放射性肺损伤后,Ⅳ型胶原、MMPs及TIMPs参与肺损伤重建过程以及与早期肺纤维化启动之间的内在联系,阐明放射性肺纤维化启动的机制;并应用PPAR-γ激动剂Rosiglitazone和Pioglitazone探讨其对放射性肺损伤早期肺重塑的干预。方法采用广谱基因芯片筛选放射性肺损伤早期相关基因;通过实时荧光定量PCR和免疫组织化学方法检测Ⅳ型胶原、MMP-2、MMP-9及TIMP-1、TIMP-2在mRNA和蛋白水平的表达;应用MTT、ELISA、明胶酶谱分析和免疫细胞化学检测60Coγ射线、照后大鼠血清、巨噬细胞条件培养液(CMAM)促肺成纤维细胞(Fb)增殖和表达IV型胶原和MMP-9蛋白的能力,以及Pioglitazone对60Coγ射线照射和TGF-β1促Fb增殖的拮抗作用;原代分离经照射和Rosiglitazone处理的大鼠肺泡Ⅱ型细胞(AT-Ⅱ)、间质细胞(MA和Fb);收集肺泡灌洗液(BALF)中的AM;应用酶谱分析法、RT-PCR、免疫组化和Western Blot分别检测肺组织中IV型胶原、MMP-9、MMP-2、α-SMA和TIMP-1的表达变化。结果(1)基因芯片筛选发现:C57小鼠肺内IV型胶原基因在照后1～4w呈现明显高表达;(2)实时定量PCR基因检测:Wistar大鼠Ⅳ型胶原表达于照射后1w时升高,2w时下降;MMP-2在2w时达高峰,与IV型胶原成相反变化趋势;MMP-9呈明显的升高、下降、再升高趋势,与IV型胶原变化趋势相同;TIMP-1表达较低,各时间点之间无明显差异;TIMP-2呈现升高、降低、升高趋势,与MMP-2表达相反;(3)免疫组化-图像分析:肺组织Ⅳ型胶原含量于1w即明显增加,2w开始下降;MMP-2含量变化呈现由低至高,变化趋势与IV型胶原呈相反关系;MMP-9变化趋势同IV型胶原,但程度明显高于后者;TIMP-1于2w时轻度升高,与MMP-9趋势相反。(4)1～7Gy照射能促进肺Fb增生;5和7Gy照射能促进Fb合成MMP-9,但不能促进IV型胶原合成;照后大鼠血清和CMAM不但能促进Fb增生和MMP-9合成,也能促进Fb合成和释放IV型胶原;受照后1w大鼠肺组织出现IV型胶原沉积;Ⅳ胶原可促AM合成分泌具有活性的明胶酶;(5)在细胞水平上,Pioglitazone呈剂量依赖性抑制照射对Fb的促增殖作用,抑制其转化为肌成纤维细胞(MFb),并诱导Fb凋亡,细胞培养上清中明胶酶活性增强;在动物水平上,Rosiglitazone能明显减轻照后肺组织的实变程度,抑制肺Fb增殖和转化,下调IV型胶原和TIMP-1表达,上调MMP-2和MMP-9表达。结论放射性肺损伤的结局是形成肺纤维化,在纤维化形成之前,受损的肺组织经历了一个损伤-修复-损伤的无效性重建阶段,由于此过程伴随着细胞生长因子和其它生物活性物质参与,使得此种修复失去应有的意义反而对肺组织造成进一步的损害,启动了肺纤维化的发生。Ⅳ型胶原、MMP-2和MMP-9及其抑制物TIMPs参与放射性肺损伤早期的无效重建过程,MMP-2和MMP-9具有降解IV型胶原作用;IV型胶原降解障碍与肺纤维化启动有一定关系;AM因其能释放多种肺损伤相关因子而在早期肺重塑中具有重要作用。PPARγ有望成为放射性肺纤维化机理研究的一个新靶点,而其人工配体噻唑烷二酮类药物-Rosiglitazone和Pioglitazone有可能成为一种新的对抗和防治放射性肺纤维化的药物,本探索为临床有效防治放射性肺损伤及肺纤维化提供了新的理论依据和措施