背景:急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）是一种严重的弥漫性肺部疾病。尽管目前机械通气和药物（抗生素、糖皮质激素、抗凝药等）治疗取得了重大进展,但ARDS平均病死率仍然超过40%。因此深入研究ARDS内在机制和新的临床治疗靶点可能是治疗的关键。急性肺损伤（acute lung injury,ALI）是ARDS重要的病理过程,在ALI肺部炎症发展过程中,肺泡巨噬细胞（alveolar macrophages,AMs）可能通过不同死亡形式,如坏死、自噬和焦亡,影响肺内其他细胞,使细胞死亡和组织炎症形成正反馈循环,但其具体机制并不完全清楚。因此,探索不同AMs死亡形式在ALI中的作用,开发新靶点和新的治疗方式具有重要意义。间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）是一种多功能的基质细胞,可以分化为多种细胞类型,具有免疫调节和促进组织修复等多种功能。研究发现MSCs的功能主要取决于其旁分泌作用,其中外泌体尤为重要。与MSCs相比,外泌体具有无细胞结构、耐低温、存储和运输方便等优势,是具有潜力的新型治疗方法。本课题研究内容分为两部分:研究一:脐带华通氏胶来源的MSCs（Wharton’s Jelly-derived mesenchymal stem cells,WJ-MSCs）来源外泌体（MSCs-Exo）对脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）诱导的小鼠ALI的保护效果;研究二:AMs焦亡在ALI中的作用,及MSCs-Exo是否通过抑制AMs焦亡减轻ALI的作用机制。方法:研究一:我们首先采用组织贴壁法提取WJ-MSCs,并验证所提取的细胞符合MSCs鉴定标准。其次,通过超速离心法提取WJ-MSCs和人胚肺成纤维细胞MRC-5培养上清中的外泌体,并利用电镜、NTA、Western blot等方法对其进行鉴定。最后,气管内滴注LPS构建ALI小鼠模型,用两种细胞来源外泌体对其进行干预,并通过胸部CT、肺湿/干比、组织病理学、ELISA检测血清和支气管肺泡灌洗液（broncho alveolar lavage fluid,BALF）中炎症因子等方法,评估两种不同细胞来源外泌体对ALI的疗效。研究二:首先,通过分析ALI小鼠BALF中AMs数量及焦亡相关蛋白以验证AMs焦亡在ALI中的作用,及外泌体是否可以抑制AMs焦亡。其次,利用LPS/Nigericin（Nig）建立J774A.1巨噬细胞系和原代AMs两种巨噬细胞焦亡模型,用MSCs-Exo进行干预。通过细胞形态观察、PI染色、细胞上清中的炎症因子和LDH的水平、焦亡相关蛋白检测等方法,评估MSCs-Exo是否通过抑制caspase-1的活化发挥抗巨噬细胞焦亡的作用。结果:研究一:我们从WJ中提出的细胞符合MSCs特性,其分泌的细胞外囊泡符合外泌体鉴定特征。构建ALI模型后,我们应用两种细胞来源外泌体对其进行干预,结果发现MSCs-Exo可以减轻ALI,减少炎症因子IL-1β和IL-18水平,并改善肺血管通透性;而MRC-5来源外泌体无治疗效果。以上结果提示MSCs来源的外泌体保持其亲代细胞特性,具有减轻炎症反应、促进组织修复功能。研究二:模型组BALF中AMs死亡明显增加,而MSCs-Exo干预可以减少AMs死亡。肺组织中焦亡相关蛋白提示:模型组NLRP3、caspase-1、Gasdermin D（GSDMD）、IL-1β、IL-18、caspase-1 p20、Cleaved-GSDMD和IL-1βp17蛋白表达量明显增加,而MSCs-Exo干预组中焦亡相关蛋白的表达和活化被抑制。体外细胞实验发现MSCs-Exo可以抑制caspase-1的激活,减少焦亡模型中NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β和Cleaved-GSDMD蛋白的表达,及上清中caspase-1 p20、IL-1βp17和IL-18蛋白的表达。结论:1.我们采用两种不同细胞来源外泌体对小鼠ALI模型进行干预,结果发现MSCs来源外泌体可以明显减轻小鼠ALI,且疗效具有剂量依赖性,高剂量组效果优于中剂量组;而MRC-5来源外泌体无治疗效果,说明外泌体具有与亲代细胞类似的特性。与其他细胞相比,MSCs来源外泌体可能是ALI治疗中更优的候选药物类型。2.在LPS诱导的ALI中,AMs焦亡可以引起组织早期损伤和炎症反应,在ALI发生中具有重要作用。MSCs-Exo可以抑制caspase-1的活化,减轻AMs细胞焦亡,从而减轻ALI作用,在ALI早期治疗中,有望成为一种新的治疗选择。背景:特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis,IPF）是一种预后差、死亡率高的慢性进行性间质性肺疾病。其发病率呈逐年上升趋势,但治疗方法有限。参附注射液是一种可以改善血液循环、保护细胞的中药。本研究旨在探讨参附注射液治疗IPF的可行性及可能机制。方法:从中药系统药理学数据库与分析平台（traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP）数据库中检索参附注射液的成分和相关靶点,并通过UniProt数据库对靶点进行标准化。从Genecards和OMIM数据库搜索IPF疾病相关靶点基因。使用OmicStudio工具绘制参附注射液和IPF相交靶基因的韦恩图,并使用Cytoscape 3.7.2软件进行蛋白质-蛋白质相互作用网络（protein-protein interaction network,PPI）的可视化。采用 metascape 软件基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）进行分析,并使用Cytoscape 3.7.2软件构建靶点-通路图。最后,采用分子对接技术预测参附注射液治疗IPF的可能作用机制,并在BLM诱导的IPF小鼠模型上对其机制进行验证。结果:我们共获得参附注射液可能作用于IPF的46个潜在靶标。其中关键靶点基因包括 TNF、IL-6、IL-1B、TP53、JUN、CASP3 和 CASP8。GO 富集和 KEGG 分析发现主要涉及癌症、结核病、乙型肝炎、细胞凋亡和IL-17等信号通路。分子对接结果表明,参附注射液中主要活性化合物人参皂甙Re对核心靶蛋白具有较高的亲和力。以上这些结果提示参附注射液可能对IPF具有积极的治疗作用。动物实验结果证实,参附注射液可能通过下调IL-1β、caspase-3和磷酸化的NF-κB,抑制细胞凋亡和炎症,从而减轻小鼠肺纤维化。结论:参附注射液可通过靶向炎症、凋亡和癌症相关途径中的多个靶点有效减轻IPF。本研究首次提出参附注射液治疗IPF的可行性,并揭示了其潜在作用机制,为参附注射液在IPF治疗中的可能应用提供了初步的证据。