【摘要】: 特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一種原因不明的,以彌漫性肺泡炎、肺泡單位結構紊亂和最終導致肺纖維化為特征的進行性間質(zhì)性肺疾病。其發(fā)病率和死亡率都很高,且確切機制尚不明確。目前IPF治療主要圍繞糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑/細胞毒藥物等,其療效并不十分滿意。因此,加強對肺纖維化發(fā)病機制的研究及尋找新的有效藥物,具有非常重要的臨床意義。 羅格列酮(rosiglitazone,RSG)屬于噻唑烷二酮類藥物,是過氧化物酶體增殖活化受體γ(peroxisome proliferator- activated receptor-gamma,PPAR-γ)的合成配體,臨床多用于糖尿病的治療。近年研究表明PPARγ及其配體除具有降血脂、血糖等代謝調(diào)節(jié)作用,還具有抑制中性粒細胞等抗炎活性,且能減緩臟器纖維化。作為PPARγ高親和力配體之一的RSG是否對肺纖維化具有作用,目前尚無報道。為此,本實驗采用大鼠氣管內(nèi)注入鹽酸博萊霉素(bleomycin,BLM)的方法復制與人肺間質(zhì)纖維化病理過程相似的動物模型,用RSG進行治療,觀察其療效,并進一步從RSG對肺纖維化大鼠肥大細胞、致纖維化作用因子TGF-β、CTGF的影響來探討其抗肺纖維化的作用機理,以期為臨床防治肺纖維化提出新的治療藥物并提供實驗基礎。 1. RSG對BLM所致大鼠肺纖維化的影響 目的各種致病因素造成的肺組織炎癥損傷為肺纖維化的首發(fā)因素,炎癥誘發(fā)肺泡上皮正常重構失敗,膠原等細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)成分堆積過多。文獻報道RSG對內(nèi)毒素所致的急性肺損傷具有保護作用,還可抑制肺成纖維細胞Ⅰ型膠原的分泌,從而我們推測它是否能通過抑制肺炎癥及減少膠原的產(chǎn)生對肺纖維化產(chǎn)生影響,本部分實驗通過對肺組織形態(tài)學染色、膠原含量測定等系列指標來觀察RSG對BLM所致大鼠肺纖維化的作用。 方法60只SD(♂)健康大鼠隨機分成二大組:14天和28天組。14天分為4組:Control組、B+NS14組、B+R14組、R14組,28天分為6組:Control組、B+NS28組、B+R14N14組、B+N14R14組、B+R28組、R28組。每組6只。除Control和R組外各組均向大鼠氣管內(nèi)一次性滴注BLM-A5(5 mg·kg-1)造模,Control和R組氣管內(nèi)注入等體積的生理鹽水(normal saline, NS)。造模后第一天分別給各組大鼠灌胃以NS、RSG。RSG溶于NS中,制成混懸液,按3 mg·kg-1·d-1給藥;NS為2ml·d-1。B+NS組為模型組,造模后給以NS;B+R組為治療組,造模后以按不同時間點給以RSG,其中B+R14N14組為前14天給RSG,后14天給NS;B+N14R14組為前14天給NS,后14天給RSG;B+R28組28天全程給藥;R組氣管內(nèi)注入NS后給予RSG。Control為正常對照組,氣管內(nèi)注入NS后以NS每日灌胃。各組分別于造模后第14、28天取材,常規(guī)固定包埋左肺用于形態(tài)學染色,冰凍保存右肺用于羥脯氨酸含量測定。所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(x±s)表示,采用SPSS-13.0統(tǒng)計軟件,采用單因素方差分析,多個樣本均數(shù)間的兩兩比較用最小顯著差法,以P0.05作為判斷差異顯著性的標準。 結果RSG治療各組動物一般生存狀態(tài)及肺組織肉眼外觀形態(tài)觀察均好于模型組。肺組織病理學觀察顯示,模型組14天和28天大鼠肺組織炎細胞浸潤、間質(zhì)成纖維細胞增生明顯,肺泡炎和肺纖維化損傷程度分級明顯高于對照組(P0.01),RSG治療各組較模型組肺損傷程度明顯減輕(P0.01)。Masson染色顯示模型組被染為亮綠色的膠原纖維較對照組顯著增多(P0.01),并局部形成綠色的纖維團塊,RSG治療各組膠原染色面積較模型組顯著減少(P 0.01)。R14組與Control組比較無差別。 羥脯氨酸含量(膠原含量)測定顯示:模型組肺組織羥脯氨酸含量與對照組比較顯著升高(P0.01),B+R14N14及B+N14R14組都較模型組降低,相比有顯著意義(P 0.01)。R28組羥脯氨酸含量較對照組無差別。 由以上結果可以得出,氣管滴注BLM能成功誘發(fā)大鼠肺纖維化模型,RSG(3 mg·kg~(-1)·d~(-1))對肺纖維化不同進展期進行干預,均具有一定的治療作用。 2. RSG對肺纖維化大鼠肥大細胞的影響 目的傳統(tǒng)觀念認為,肥大細胞(mast cells, MCs)參與IgE介導的過敏性反應。近來多有文獻報道, MCs及其釋放的介質(zhì)在肺纖維化中發(fā)揮重要作用。本部分實驗通過觀察RSG對肺纖維化大鼠MCs的影響,旨在探討MCs在肺纖維化中的作用及RSG抗肺纖維化的作用機制。 方法動物實驗分組及標本采集同第一部分。肥大細胞用甲苯胺藍特殊染色。采用單盲法,每張切片隨機選取10個高倍不重疊視野,準確計數(shù)陽性細胞數(shù),取平均值。 結果正常大鼠肺組織肥大細胞很少,主要分布于血管周圍疏松結締組織及胸膜附近;模型組14d肺組織MC數(shù)量較對照組明顯增多(P0.01),在實變的肺間質(zhì)及血管周圍分布密集,體積變大,胞漿內(nèi)充滿嗜堿性顆粒,且能觀察到細胞脫顆,F(xiàn)象。至28d肺組織MC數(shù)量更多,光鏡下見肺間質(zhì)中尤以纖維化區(qū)域MC密集分布,脫顆,F(xiàn)象活躍。血管旁結締組織增寬,其中散在MC增多,沿胸膜分布的MC也增多,肺泡腔中偶見MC。RSG治療各組MC數(shù)量較模型組明顯減少,僅在血管旁結締組織中增多,肺間質(zhì)中MC數(shù)量并不多(P0.05;P0.01),R組與Control組比較無差別。 以上結果表明,BLM誘導的大鼠肺纖維化肺組織中肥大細胞明顯增多,提示肥大細胞與肺纖維化關系密切; RSG通過抑制肥大細胞增生從而減少其釋放的介質(zhì)而減緩纖維化,可能為其抗肺纖維化的作用機制之一。 3. RSG對肺纖維化大鼠TGF-β、CTGF的影響 目的細胞因子網(wǎng)絡失衡是肺纖維化形成發(fā)展的重要機制之一。目前已知在參與肺纖維化形成的各種細胞因子中,轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)是最重要的強效致纖維化作用因子,在ECM生成和沉積調(diào)節(jié)中起關鍵作用。其下游作用因子結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)是近年發(fā)現(xiàn)的一種新的可刺激成纖維細胞增殖和分泌膠原的生長因子,其過度表達與某些增生性及纖維化疾病的發(fā)生發(fā)展關系密切。二者均能刺激成纖維細胞(fibroblast,Fb)向肌成纖維細胞(myofibroblast,MFb)轉化。Fb轉化為MFb是肺纖維化發(fā)展的關鍵步驟。MFb表達平滑肌肌動蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA),因而α-SMA可作為判斷細胞表型改變或MFb的特征性標志。文獻報道RSG能阻斷TGF-β誘導的人肺肌成纖維細胞分化和過量膠原產(chǎn)生,那么我們推測RSG防治肺纖維化的作用與TGF-β及CTGF有關。前面實驗已經(jīng)證實RSG對肺纖維化中MC具有影響, MC表達TGF-β與CTGF,但在BLM誘導的大鼠肺纖維化中它們之間關系如何尚無報道。順著這一研究思路,本部分實驗采用肺組織連續(xù)切片,用免疫組織化學方法及甲苯胺蘭染色觀察RSG對BLM致肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β_1、CTGF、α-SMA、MC的表達情況,以期能更好地研究四者在肺纖維化中的作用及它們之間的相互關系,進一步闡明RSG抗肺纖維化的作用機制。 方法動物實驗分組及標本采集同第一部分。用免疫組織化學方法觀察大鼠肺組織中TGF-β_1、CTGF、α-SMA的表達情況,MC用甲苯胺蘭染色。采用單盲法,每張切片隨機選取10個高倍不重疊視野,JEDA-801D形態(tài)學圖像分析系統(tǒng)自動選取染為棕黃色的陽性區(qū)域,計算平均光密度值及陽性區(qū)域面積百分比。 結果TGF-β_1:對照組及R組大鼠肺間質(zhì)未見明顯表達,僅在支氣管上皮細胞、血管內(nèi)皮細胞弱表達。模型組TGF-β_1表達明顯增多,主要位于支氣管上皮細胞、成纖維細胞、肥大細胞、血管內(nèi)皮細胞、肺泡巨噬細胞等細胞的胞漿中,與Control組相差非常顯著(P0.01)。B+R治療各組TGF-β_1表達部位同模型組,但表達明顯減少(P0.05,P0.01),R組TGF-β_1表達較Control組無差別。 CTGF:對照組及R組大鼠肺組織中CTGF表達弱到無,僅在支氣管上皮細胞弱表達。模型組CTGF表達明顯增多,部位與TGF-β_1趨于一致,主要位于支氣管上皮細胞、成纖維細胞、肥大細胞、Ⅱ型肺泡上皮細胞及肺泡巨噬細胞中,與對照組相差顯著(P0.01)。B+R治療各組CTGF表達部位同模型組,但表達水平明顯減弱(P0.05,P0.01),R組CTGF表達較Control組無差別。 α-SMA:對照組及R組α-SMA表達在肺血管內(nèi)壁及支氣管壁平滑肌上,肺實質(zhì)未見明顯表達。模型組除血管壁及支氣管壁平滑肌表達α-SMA外,肺泡壁、增厚的肺泡間隔中表達也明顯增多,與對照組相差顯著(P0.01)。B+R治療各組α-SMA表達也增多,但介于對照組及模型組之間,與模型組比較有意義(P0.05,P0.01),R組α-SMA表達與Control組比較無差別。 BLM所致肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β_1、CTGF、α-SMA表達明顯上調(diào),MFb、MC大量表達TGF-β_1、CTGF,提示TGF-β_1、CTGF、MFb、MC四者相互聯(lián)系、相互影響,與肺纖維化發(fā)生發(fā)展關系密切。RSG通過抑制肺組織Fb轉化為MFb,降低CTGF蛋白的表達,進一步影響TGF-β、的活性,從而減少ECM過度沉積,可能是RSG防治肺纖維化的作用機制之一。 結論 1.氣管滴注BLM能成功誘發(fā)大鼠肺纖維化模型,RSG3mg·kg~(-1)·d~(-1)對不同進展期肺纖維化進行干預,均具有一定的治療作用。 2. BLM所致肺纖維化大鼠肺組織中肥大細胞明顯增加,RSG通過抑制肥大細胞增生從而減少其釋放的介質(zhì)而減緩纖維化,可能為其抗肺纖維化的作用機制之一。 3. BLM所致肺纖維化大鼠肺組織中TGF-β_1、CTGF、α-SMA表達明顯上調(diào),MFb、MC大量表達TGF-β_1、CTGF,提示TGF-β_1、CTGF、MFb、MC四者相互聯(lián)系、相互影響,與肺纖維化發(fā)生發(fā)展關系密切。RSG通過抑制肺組織Fb轉化為MFb,降低CTGF蛋白的表達,進一步影響TGF-β的活性,從而減少ECM過度沉積,可能是RSG防治肺纖維化的作用機制之一。
【學位授予單位】:河北醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:R563.9
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本文編號:2723340