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背景课题组研究表明整合素/整合素连接酶/PI3K信号通路可能介导细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的合成与降解,整合素/整合素连接酶/PI3K信号通路可能是矽肺纤维化发生通路之一;有研究表明ECM的合成和降解参与矽肺纤维化的发生和发展,但是Echistatin/BYL-719干预细胞外基质在矽肺纤维化发生中的作用研究较少。因此本研究选择此通路的两个抑制剂(Echistatin/BYL-719)来探索矽肺可能发生、发展机制。目的应用吸入式气管滴注法建造矽肺大鼠模型,采用Echistatin/BYL-719腹腔注射进行干预,探讨大鼠干预前后相关指标的变化,分析细胞外基质成分变化在大鼠矽肺纤维化发生、发展中的作用。方法选取SPF级雄性大鼠48只,分为生理盐水组,矽肺模型组,Echistatin干预剂组(去整合素干预组)、BYL-719干预剂组(PI3K抑制剂干预组),每组分28d和56d两个时间亚组,共八组,每组6只。实验期间每周固定时间测量大鼠体重,分别在28 d和56d对28d和56d时间亚组大鼠采用水合氯醛麻醉,称重,经腹主动脉采血,处死大鼠。右肺下叶4%多聚甲醛固定,用于病理观察;另取右肺中叶于冰上切大小约2 x 2 x 2 mm肺组织于2.5%的戊二醛固定,用于电镜观察;左肺-80度冰箱保存用于检测指标;采用Western印迹法检测左肺组织中矽肺纤维化指标(I型胶原蛋白、III型胶原蛋白)、细胞外基质指标(层粘连蛋白(LN)、骨桥蛋白(OPN))、细胞外基质调节酶指标(基质金属蛋白酶1(MMP1)、基质金属蛋白酶3(MMP3))等蛋白表达。结果1.一般中毒症状的观察:在造模一周后大鼠没有明显的异常症状,第二周开始模型组和两种干预剂组出现气喘,能听到呼呼的肺呼吸音。模型组和两种干预剂组有疲倦懒散,没有食欲,有掉毛的情况。随着时间进展,模型组大鼠以上症状逐渐加重,两干预组以上症状较模型组稍轻。处死解剖时,个别动物存在肺部囊肿的情况。2.HE染色病理结果:28天:生理盐水组大鼠肺组织肺泡结构正常无增厚现象,但肺泡间质内有轻微炎症;矽肺模型组大鼠肺组织内出现细胞性结节或矽小结,并伴有大量炎性细胞浸润,肺泡壁出现不同程度的增厚现象,以结节处最为突出。56天:大致情况和28天各组一致;炎症细胞浸润更加明显;矽结节数量增多。Echistatin去整合素组和BYL-719 PI3K抑制剂组纤维化程度减轻,矽结节数目减少,但仍有炎症细胞浸润,肺泡间隔增宽等现象。3.饲养过程中,矽肺模型组和两种干预剂组相对于生理盐水组饮食饮水量有一定减少,状态不如生理盐水组活跃,体重下降。两种干预剂组较矽肺模型组在体重减轻上有一定程度改善。4.经方差分析,给药28天后,实验各组大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量比较差异有统计学意义(F=28.782,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量均降低(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量比较差异有统计学意义(F=4.416,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量均降低(P<0.05)。5.经方差分析,给药28天后,实验各组大鼠肺组织内骨桥蛋白含量比较差异有统计学意义(F=1.253,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内骨桥蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组与矽肺模型比较,大鼠肺组织内骨桥蛋白含量差异无统计学意义,PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内骨桥蛋白含量升高(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内层粘连蛋白含量比较差异有统计学意义(F=2.072,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内层粘连蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组与矽肺模型比较,大鼠肺组织内层粘连蛋白含量差异无统计学意义(P<0.05),PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内层粘连蛋白含量降低(P<0.05)。6.经方差分析,给药28天后,实验各组大鼠肺组织内MMP1含量比较差异有统计学意义(F=5.754,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内MMP1含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内MMP1含量均升高(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内MMP3含量比较差异有统计学意义(F=6.371,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内MMP3含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内MMP3含量均升高(P<0.05)。7.经方差分析,给药56天后,实验各组大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量比较差异有统计学意义(F=40.273,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内Ⅰ型胶原蛋白含量均降低(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量比较差异有统计学意义(F=7.438,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内Ⅲ型胶原蛋白含量均降低(P<0.05)。8.经方差分析,给药56天后,实验各组大鼠肺组织内骨桥蛋白含量比较差异有统计学意义(F=2.135,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内骨桥蛋白含量均升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内骨桥蛋白含量升高(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内层粘连蛋白含量比较差异有统计学意义(F=4.077,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内层粘连蛋白含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型比较,大鼠肺组织内层粘连蛋白含量降低(P<0.05)。9.经方差分析,给药56天后,实验各组大鼠肺组织内MMP1含量比较差异有统计学意义(F=11.491,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内MMP1含量升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内MMP1含量均升高(P<0.05);实验各组大鼠肺组织内MMP3含量比较差异有统计学意义(F=8.547,P<0.05),矽肺模型组与生理盐水组比较,大鼠肺组织内MMP3含量均升高(P<0.05),去整合素干预组和PI3K抑制剂干预组与矽肺模型组比较,大鼠肺组织内MMP3含量均升高(P<0.05)。结论1.Echistatin/BYL-719干预对大鼠矽肺细胞外基质有降解作用;2.Echistatin/BYL-719干预可影响MMP1和MMP3对细胞外基质的调控;3.Echistatin/BYL-719干预可减轻肺纤维化程度。