肺纤维化（pulmonary fibrosis，PF）发病机制不清，目前尚无理想治疗药物。能量代谢可能参与PF发病。氨基酸和脂肪代谢是机体能量的主要来源。氨基酸和脂肪代谢在PF发病中的变化和作用未见报道。检测外周血中氨基酸、游离肉碱和酰基肉碱变化可以反映机体氨基酸、脂肪和有机酸代谢的状况。　　本课题目的在于探寻氨基酸和脂肪酸代谢在PF发病中的作用，以及外源性纠正紊乱代谢对PF的作用。研究分二部分进行：第一部分先建立博莱霉素（bleomycin，BLM）诱导PF小鼠模型，采用LC-MS/MS技术分析外周血中氨基酸、游离肉碱和酰基肉碱谱的动态变化，并分析与PF病程的相关性，期望明确与PF病理生理状态相关的动态代谢物变化；第二部分研究L-精氨酸和L-正缬氨酸对BLM诱导小鼠PF的作用和机制，为寻找新的干预和治疗PF药物提供依据。　　第一部分、串联质谱分析BLM诱导PF小鼠外周血中氨基酸和肉碱动态变化目的：研究氨基酸和脂肪酸代谢在BLM诱导小鼠PF发病中的变化及作用。　　方法：气管内灌注BLM诱导小鼠PF，于第3、7、14、21和28天，采用体重、肺系数、肺组织病理学和肺羟脯氨酸（hydroxyproline，HYP）等评价PF程度；采用LC-MS/MS技术检测外周血中氨基酸和酰基肉碱谱变化，并采用Pearson方法分析氨基酸和酰基肉碱与PF发病的相关性。　　结果：　　①BLM诱导PF小鼠体重明显减轻，肺系数和HYP含量明显升高。　　②气管内灌注BLM小鼠第3天，肺内以炎性细胞浸润为主；第7和14天，炎性细胞大量浸润，少量胶原沉积；第21和28天，胶原大量沉积，肺泡结构破坏。　　③BLM诱导PF小鼠外周血中部分氨基酸及比值随病程呈现动态改变：第3天，Ala、Tyr、Arg、Orn、Pro、Pro/Orn和Orn/Cit降低，Asp和Cit增高；第7天，Arg降低，Cit和Orn/Arg升高；第14天，Ala、Phe、Arg、Pro/Orn和 Glu/Cit降低，Cit、Orn、Pro、Orn/Arg、Cit/Arg、Orn/Cit和Cit/Phe增高；第21天，Ala和Gly降低，Leu、Orn、His、Pro、Orn/Cit和His/Phe增高；第28天，Phe和Gly降低，Asp、Cit、Orn、Pro、Pro/Orn、Orn/Cit、His/Phe、Trp/Phe、Cit/Phe和Glu/Phe升高。　　④BLM诱导PF小鼠外周血中部分酰基肉碱及比值随病程呈现动态改变：第3天，C12-OH、C12DC、C16:1、C16-OH、C16:1-OH、C3/C2和C16-OH/C3升高；第7天，C12DC和C16:1降低；第14天，C4-OH、C3/C2、C3DC/C4和C4-OH/C2升高，C6/C3、C12/C3和C16-OH/C3降低；第21天，C0、C2、C3、C4、C4-OH、C4DC、C5、C5-OH、C8:2、C12DC、C14:1、C14:2、C18、C18DC和 C14：1/C16升高，C16/C2、C16/C3、C14-OH/C3和C16-OH/C3降低；第28天，C3、C8:2、C10、C12、C12-OH、C12DC和C14升高；C4/C2、C4/C3、C5-OH/C3和C6/C3降低。　　⑤部分紊乱氨基酸和酰基肉碱与 PF发病有相关性。其中，Arg和C16-OH/C3与病程、肺系数、肺HYP、肺泡炎和纤维化评分均具有相关性。　　小结：　　①BLM诱导PF小鼠，3天为急性炎症期、7和14天为炎症与纤维化交界期，21和28天为纤维化期；　　②外周血中氨基酸、游离肉碱和酰基肉碱随PF病程发生动态变化，提示复杂的氨基酸代谢和脂肪酸代谢异常可能参与PF发病；　　③LC-MS/MS分析氨基酸和脂肪酸代谢动态变化可能为PF预测、诊断、病程活动性监测及治疗转归提供新的实验室依据。　　第二部分、L-精氨酸和L-正缬氨酸对BLM诱导小鼠PF的作用及机制　　目的：研究精氨酸（L-Arg）和正缬氨酸（L-Nor）对BLM诱导小鼠PF的作用及机制。方法：制备BLM诱导PF小鼠，并灌胃给予NS、L-Arg、L-Nor和L-Arg+L-Nor处理。于第3、14和28天，分析小鼠体重、肺系数、肺HYP、肺组织形态学变化；采用LC-MS/MS技术检测血中Arg、Orn、Cit和Pro变化；流式细胞术检测血中γδT、Th17和Tregs细胞变化；生物化学方法检测肺NO含量、iNOS、TNOS和Arginase活性变化；Western blot检测肺iNOS与Arginase2蛋白表达。　　结果：　　①L-Arg和L-Nor合用治疗PF小鼠14和28天可逆转体重减轻、降低肺系数与肺HYP含量，还可明显减轻肺组织病理学损伤和胶原沉积、降低肺泡炎和纤维化评分，且作用强于单用L-Arg和L-Nor。　　②L-Arg和L-Nor合用3、14和28天可显著改善PF小鼠血中Arg、Cit、Orn、Pro、Orn/Cit、Pro/Orn的紊乱。　　③L-Arg单用和合用L-Nor3、14和28天均可显著改善BLM诱导的Th17、Tregs和Tregs/Th17变化，L-Nor单用28天可改善PF小鼠外周血Th17、Tregs和Tregs/Th17变化。　　④L-Arg单用和合用L-Nor3天可显著升高肺NO含量，L-Arg和L-Nor合用作用强于L-Arg单用。　　⑤L-Nor单用14天可抑制Arginase活性和Arginase/TNOS，L-Arg和L-Nor合用3天可降低增高的iNOS和TNOS活性和升高Arginase/TNOS，14天可显著降低Arginase活性和Arginase/TNOS。　　⑥PF小鼠3天肺iNOS蛋白量增高而Arginase2蛋白量降低，14和28天肺iNOS蛋白量变化不明显而Arginase2蛋白量显著增高；单用L-Arg可明显降低小鼠3天肺iNOS蛋白量，L-Arg和L-Nor合用对肺Arginase2蛋白量有调节趋势作用。　　小结：L-Arg和L-Nor合用具有显著地抗PF作用，可能与纠正PF病程中Th17、Tregs和γδT细胞调控的Th1/Th2平衡异常，以及调节鸟氨酸循环中Arg经NOS和Arginase的代谢平衡有关。　　结论：　　①BLM诱导PF小鼠，3天为急性炎症期、7和14天为炎症与纤维化交界期，21和28天为纤维化期。　　②外周血中氨基酸、游离肉碱和酰基肉碱随PF病程发生动态变化，提示复杂的氨基酸代谢和脂肪酸代谢异常可能参与PF发病；　　③LC-MS/MS分析氨基酸和脂肪酸代谢动态变化可能为PF预测、诊断、病程活动性监测及治疗转归提供新的实验室依据。　　④L-Arg和L-Nor合用具有显著地抗PF作用，可能与纠正PF病程中Th17、Tregs和γδT细胞调控的Th1/Th2平衡异常，以及调节鸟氨酸循环中Arg经NOS和Arginase的代谢平衡有关。