陳 宏,張 偉,郭建波,蘇玉明,宋倩男,陳 群,趙 猛
(1.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150040; 2.哈爾濱市阿城區(qū)人民醫(yī)院,黑龍江 哈爾濱 150300)
肺纖維化(Pulmonary fibrosis,PF)是由多種彌漫性肺間質疾病引起的肺組織病理改變,近年來多種中藥復方提取物針對肺纖維化動物模型呈現(xiàn)出顯著的治療效果[1]。肺纖維化通常因為臨床表現(xiàn)呼吸困難,進而會引發(fā)呼吸衰竭而死亡,一般發(fā)生后,存活時間相對都不長,面對這樣的機制目前還沒有比較明確的研究支撐。但近年來,隨著對本病發(fā)病機制和病理生理變化的深入研究和分子生物學技術的應用,治療上有了新的進展[4]。本研究主要運用地龍?zhí)崛∥飳σ种芓GF-β1(Ttransforming growth factor-β1,TGF-β1)信號通路誘導的肺泡上皮細胞的間質轉化和肺成纖維細胞的活化,現(xiàn)報告如下。
1.1 材 料
1.1.1 細胞及培養(yǎng)液:RPMI1640 培養(yǎng)基購于Beijing Solarbio Science&Technology Co,Ltd,MEM 培養(yǎng)基購于博士德生物有限公司,胎牛血清購于浙江天杭生物技術有限公司,Human TGF-β1 為Pepro Tech Inc 產品。
1.1.2 抗體及試劑盒:E-cadherin 抗體、Collagen-Ⅰ 抗體以及 SABC 即用型免疫組化試劑盒均為博士德生物有限公司產品;Human Collagen Type Ⅰ ELISA Kit 和 Human Fi-bronectin (FN) ELISA Kit 均為Sangon Biotech Co.Ltd產品。
1.1.3 主要儀器:CO2培養(yǎng)箱(美國 Thermo公司)、酶標儀(美國 Thermo公司)。倒置熒光相差顯微鏡(Olympus CKX41-A32PH)、數(shù)碼相機(日本 OLYPUS公司)。
1.2 地龍?zhí)崛∥飳?A549 細胞和 MRC-5 細胞增殖的影響 MTT 法檢測地龍?zhí)崛∥锏募毎拘浴Mㄟ^運用培養(yǎng)液,進行平均吸光度值進行檢測,按照正??椎钠骄舛戎底鳛?100% ,其他孔的吸光度值除以正??椎钠骄舛戎担艘?100%,作為每孔的生存率。將本實驗的小鼠分為三組:正常組、TGF-β1組和地龍組,各10只。
1.3 TGF-β1誘導A549細胞的EMT及地龍?zhí)崛∥锏母深A TGF-β1誘導A549肺泡上皮細胞的間質轉化和MRC-5肺成纖維細胞的活化;圓形度定量法分析細胞形態(tài),免疫細胞化學法檢測細胞E-鈣黏附素(E-cadherin,E-cad)和Collagen-Ⅰ蛋白的表達。
1.4 Collagen-Ⅰ和FN的Elisa檢測 吸出每孔的培養(yǎng)液,×1000 g、4 ℃ 離心 10 min;上清液按照試劑盒說明書采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法檢測培養(yǎng)液中的Collagen-Ⅰ和FN 含量,以ng/ml 表示。
2.1 地龍?zhí)崛∥飳549細胞圓形度、E-cad和Collagen-I蛋白表達的影響 見表1。對于A549細胞,與正常組比較,TGF-β1組圓形度和E-cad表達均顯著降低(均P<0.01),Collagen-Ⅰ表達顯著升高(P<0.01);與TGF-β1組比較,地龍組能顯著抑制E-cad表達的下調(P<0.05),地龍組能顯著抑制Collagen-Ⅰ表達的上調(P<0.05)。
表1 地龍?zhí)崛∥飳549細胞圓形度、E-cad和Collagen-Ⅰ蛋白表達(IOD/Area)的影響
2.2 地龍?zhí)崛∥飳RC-5細胞Collagen-Ⅰ和FN蛋白表達的影響 見表2。對于MRC-5細胞,與正常組比較,TGF-β1組FN、Collagen-Ⅰ的分泌量均顯著增加(均P<0.01);與TGF-β1組比較,地龍組的上述兩種蛋白的分泌量均顯著減少(均P<0.05)。
表2 地龍?zhí)崛∥飳?MRC-5細胞Collagen-Ⅰ和FN蛋白表達的影響(ng/ml)
間質性肺疾病(Interstitial lung disease,ILD)可能是不明原因或是毒素、過敏原從外部侵襲所引起,如果潛藏的危險因素沒有被發(fā)現(xiàn),就會被診斷為原發(fā)性間質性肺炎[5-6]。肺纖維化是一種慢性發(fā)炎及漸進式間質纖維化的疾病[7-10]。整個肺纖維化疾病發(fā)展的過程中,發(fā)炎反應和間質細胞增生程度扮演很重要的角色,造成肺部表皮細胞或血管內皮的損傷,使正常結構破壞。接著是發(fā)炎反應及釋出多種調控激素,如細胞激素,化學激素及生長因子等,這些會造成纖維母細胞的移位、增生和分泌更多的細胞外基質。IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-4、PDGF、IGF及TGF-β等是屬于促發(fā)炎及纖維化的細胞激素,造成細胞外間質大量增加,逐漸變成纖維化[11-12]。
轉化生長因子β1(TGF-β1)在腫瘤生物學中具有抑制腫瘤和促進腫瘤的雙重作用。TGF-β1多肽類蛋白作為腫瘤抑制因子抑制上皮細胞、內皮細胞和造血細胞的增殖。在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中,它們對TGF-β1介導的生長抑制產生抵抗,并過表達TGF-β1[13-14]。此時,TGF-β1促進腫瘤生長和轉移。TGF-β1多效性信號通路是開發(fā)腫瘤治療靶向藥物的一個挑戰(zhàn)。目前,癌癥治療學的一些發(fā)展目標是在臨床前和臨床藥物開發(fā)項目。上皮細胞-間充質轉化(EMTs)發(fā)生在許多動物物種胚胎發(fā)育的關鍵階段[15-16]。EMT為了解腫瘤向去分化和惡性階段的進展提供了一個新的基礎。由基底膜構成的正常上皮可在局部增生而形成腺瘤[16]。進一步的轉變,由表觀變化和遺傳改變導致原位癌。進一步的改變可能通過上皮細胞-間充質轉化引起局部癌細胞擴散,基底膜破碎。這些細胞可以通過靜脈進入淋巴或血管,使它們被動運輸?shù)竭h處的器官[17]。分化標記的表達從E-鈣黏蛋白等細胞連接蛋白轉變?yōu)殚g充質標記,包括N-鈣黏蛋白和纖維連接蛋白。此外,靜止細胞轉化為可通過細胞外基質侵襲的遷移細胞[18]。
中醫(yī)學則將本病歸入“咳嗽”“肺痿”“喘證”“肺脹”等范疇,是多種肺疾病發(fā)展到晚期共同的病理變化,主要病機在于虛、瘀,臨床多見氣陰不足,瘀血阻絡。所以,中醫(yī)治療總以補肺生津,活血通絡為原則,在文獻中,我們可見養(yǎng)肺活血湯、血府逐淤湯、補氣通肺飲等中藥方[19]。相關研究[20]表明,中藥復方對肺脾兩虛型特發(fā)性肺纖維化大鼠模型有顯著療效,其機制主要是通過影響白細胞介素-8、腫瘤壞死因子-α等炎性因子的表達,改善或延緩肺泡炎癥發(fā)展起到抑制炎癥及肺纖維化的作用。地龍可用于肺熱哮喘,可單用研末內服,或配伍使用。入肺經(jīng),又能清肺泄熱而平喘[15]。主要成分本品含蚯蚓解熱堿、蚯蚓素、蚯蚓毒素;尚含磷脂、膽固醇、維生素、蛋白質、氨基酸及黃嘌呤、腺嘌呤、膽堿等成分。地龍?zhí)崛∥锏佚埖鞍讖V泛用于臨床,并越來越多地用于心腦血管、內分泌、呼吸系統(tǒng)等疾病的預防和治療。通過本研究表明,對于A549細胞,與正常組比較,TGF-β1組圓形度和E-cad表達顯著降低,Collagen-Ⅰ表達顯著升高;與TGF-β1組比較,地龍組能顯著抑制E-cad表達的下調,地龍組能顯著抑制Collagen-Ⅰ表達的上調。對于MRC-5細胞,與正常組比較,TGF-β1組FN、Collagen-Ⅰ的分泌量顯著增加;與TGF-β1組比較,地龍組的上述兩種蛋白的分泌量顯著減少。因此,地龍?zhí)崛∥镆种芓GF-β1誘導的肺泡上皮細胞的間質轉化和肺成纖維細胞的活化,提示地龍?zhí)崛∥锟赡芫哂幸种品卫w維化的形成和發(fā)展的作用。