论文部分内容阅读
目的:特发性肺纤维化为致命的肺部疾病。其特点是肺上皮细胞损伤,肺成纤维细胞/肌成纤维细胞增殖和细胞外基质过渡沉积,造成肺结构破坏。但机制不明。最近的证据表明,Wnt信号通路在IPF患者异常活跃。本研究采用Wntl蛋白干预人胚肺成纤维细胞,探讨对细胞增殖、活化的影响;通过Wntl蛋白及β-catenin质粒干预A549细胞,探讨Wnt/β-catenin信号通路对肺上皮细胞-间质转变作用。通过模型鼠,观察肺纤维化形成过程中,β-catenin动态变化规律。用肺纤维化模型鼠的支气管肺泡灌洗液培养HEPF和A549细胞,探讨对细胞表型转变的影响,及与Wnt/β-catenin信号通路的相关性;用P-catenin基因siRNA干扰慢病毒沉默β-catenin,再用支气管肺泡灌洗液培养细胞,对细胞表型转变的影响,进一步揭示Wnt/β-catenin信号通路对成纤维细胞活化、增殖及肺上皮细胞-间质转变的作用。方法:我们用不同浓度的Wntl干预人胚肺成纤维细胞,MTT检测细胞增殖率,RT-PCR及westen blot检测a-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白表达;不同浓度的Wntl干预A549细胞,RT-PCR及westen blot检测E-钙粘蛋白、a-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白表达;然后用P-catenin质粒转染A549细胞,光镜下观察细胞形态变化,RT-PCR及westen blot检测E-钙粘蛋白、α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白表达。进一步我们用气管内滴入博莱霉素构建小鼠肺纤维化模型,于造模后的第3、7、14、28天,取肺组织苏木精-伊红及Masson染色观察肺组织炎症及纤维化程度,碱水解法检测肺组织内羟脯氨酸含量,免疫组织化学法及westen blot检测β-catenin蛋白的表达。用造模后第7天获取支气管肺泡灌洗液培养人胚肺成纤维细胞和A549细胞,RT-PCR及westen blot检测E-钙粘蛋白、α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白及β-catenin mRNA及蛋白表达。进一步构建P-catenin基因RNA干扰慢病毒表达载体,筛选出高效特异性抑制P-atenin基因的shRNA’慢病毒载体。将β-catenin siRNA慢病毒转染人胚肺成纤维细胞和A549细胞,再用肺纤维化模型鼠支气管肺泡灌洗液培养细胞,RT-PCR及westen blot检测E-钙粘蛋白、α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA及蛋白表达。结果:不同浓度Wntl干预人胚肺成纤维细胞,促进细胞增值,尤其当浓度大于20μg/l,细胞增殖更明显,并且a-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA及蛋白表达增加,具有统计学意义(P<0.05)。Wntl干预A549细胞E-钙粘蛋白mRNA及蛋白表达减少,而α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA及蛋白表达增加,尤其当Wntl浓度大于20μg/l时,变化更明显。β-catenin质粒转染A549细胞,细胞形态发生改变,由原来的鹅卵石状变成了梭型,同时E-钙粘蛋白mRNA及蛋白表达减少,而α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA及蛋白表达增加。我们用博莱霉素气管内滴入,构建小鼠肺纤维化模型,与对照组比较,在纤维化形成过程中,肺组织中β-catenin蛋白表达第7天升高,表达高峰在第14天,第28天下降,但仍高于第7天。为了探讨肺泡上皮细胞损伤后诱导肺组织异常修复,在肺组织纤维化形成中与Wnt/β-catenin信号通路的关系,我们用肺纤维化模型鼠第7天支气管肺泡灌洗液培养人胚肺成纤维细胞,α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA和蛋白的表达均显著增加,而且与β-catenin相关。转染慢病毒P-catenin siRNA的人胚肺成纤维细胞后,再用肺纤维化模型鼠支气管肺泡灌洗液培养细胞,a-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白mRNA和蛋白没有显著增加。我们又用小鼠肺纤维化模型第7天支气管肺泡灌洗液培养A549细胞,结果显示表达间质特异性标记物α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白升高,而上皮标记物E-钙粘蛋白减低,与β-catenin升高有关。当我们预先用β-catenin siRNA慢病毒转染A549细胞,再用肺纤维化模型鼠的支气管肺泡灌洗液培养A549细胞,结果显示α-平滑肌肌动蛋白、波形蛋白、Ⅰ型胶原蛋白升高不明显,E-钙粘蛋白也无明显下降。结论:我们的研究表明,Wnt/β-catenin信号通路可以促进人胚肺成纤维细胞增殖并诱导向肌成纤维细胞转变,促进细胞外基质沉积;Wnt/β-catenin信号通路可诱导肺上皮细胞间质转变,从而增加成纤维细胞/肌纤维细胞的数量;证实Wnt/β-catenin信号通路参与了早期肺纤维化的发生及发展过程;而抑制Wnt/β-catenin信号通路,减轻细胞表型转变,减少肺纤维化发生。此外,这些结果还表明,在损伤部位激活异常生物修复程序并保持这种反应持久存在是肺纤维化形成中的一个关键因素。Wnt/β-catenin信号通路在肺损伤及纤维化疾病的形成中起重要作用,可能为IPF的治疗提供一条新途径。