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背景:特发性肺纤维化(IPF)是一种原因不明的以慢性、进行性肺纤维化为特征的疾病。肺间质中间质细胞的异常增殖、弥漫性或局限性成纤维细胞灶(主要由成纤维细胞和肌成纤维细胞组成)的存在为其病理特征。临床表现为进行性呼吸困难,干咳,最终发展为弥漫性肺间质纤维化,低氧血症,呼吸衰竭。该病的中位生存率为3~5年。
目前 TGF-β和CTGF是公认的致肺纤维化形成与发展的最重要的细胞因子。但TGF-β是“开关性”细胞因子,生物学活性非常广泛,其单独作用不能引起纤维化。而CTGF作为TGF-β的下游效应介质,作用比较单一,主要介导TGF-β的促纤维化作用,并且它只在间质细胞中表达,其作用也只局限于结缔组织。因此,靶向性拮抗CTGF生物学活性可能成为抗肺纤维化的亮点。CTGF单链抗体(Scfv)是一种全人源的单链抗体,其免疫原性小、分子量小,并且没有Fc区,可有效减少非特异性结合,因此在应用时具有独特优势。
研究目的:研究CTGF单链抗体(Scfv)对肺纤维化的作用。
研究方法:1.动物实验:昆明小鼠36只,按照完全随机的方法分为3组,即为生理盐水(NS)对照组,博莱霉素(BLM)模型组和Scfv治疗组,每组12只。模型组和治疗组小鼠麻醉后气管内滴入博莱霉素(5mg/kg)制备模型,对照组麻醉后气管内滴入同等体积的生理盐水。建模后第二天开始治疗组尾静脉注入ScFv(4mg/kg),对照组和模型组给予等量的生理盐水(约100μl),3次/周。建模后第14、28天分两批处理动物。观察各组小鼠的行为变化、肺组织大体形态变化、用苏木精-伊红染色及Masson染色行组织病理学检查、用碱水解法测定肺组织中羟脯氨酸的含量、用Western Blot检测各组肺组织标本CTGF的表达量及采用RT-PCR测定CTGFmRNA变化;2.采用人胚肺成纤维细胞培养方法,分为三组,即对照组,CTGF干预组,Scfv实验组。通过观察a-SMA表达量的变化,了解CTGF对成纤维细胞表型转化的影响,观察Smad3、phospho-Smad3表达量变化,探讨CTGF对成纤维细胞作用的信号通路及Scfv对其的影响。
结果:1.对照组小鼠肺组织无纤维化形成,CTGF几乎不表达;与治疗组比较,模型组出现明显肺泡炎及纤维化,肺组织匀浆中羟脯氨酸含量明显增加,肺泡炎及肺纤维化评分显著增高,差异有统计学意义(P<0.01)。而在模型组,与第14天比较,第28天肺组织中羟脯氨酸含量及CTGF表达量明显升高,差异有统计学意义(P<0.01)。治疗组第28天肺组织与第14天相比,羟脯氨酸含量及肺纤维化评分有所增高,差异有统计学意义(P<0.05),CTGF表达量也有所增加,但差异无统计学意义(P>0.05)。CTGFmRNA在模型组及治疗组中无明显差异(P>0.05);2.人胚肺成纤维细胞实验中CTGF干预组α-SMA比Scfv实验组及对照组均表达增高,差异有统计学意义(P<0.01),p-SmM3在CTGF干预组及Sefv实验组均表达增高,但p-Smad3在CTGF干预组及Scfv实验组表达量未见明显差异(P>0.05)。
结论:1.Scfv能拮抗CTGF的生物学作用,对博莱霉素诱导小鼠肺纤维化有治疗作用,可减轻早期肺泡炎及纤维化程度;2.Scfv作用于人胚肺成纤维细胞可明显阻断成纤维细胞转化为肌成纤维细胞;3.CTGF不是通过p-Smad3信号通路诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的。Sefv通过拮抗CTGF的生物学作用阻止或延缓纤维化进展,将可能成为治疗肺纤维化的一种新手段。