TGF-β1对放射性肺纤维化作用的研究进展

转化生长因子-β1(TGF-β1)在肺纤维化发展过程中介导复杂的促进纤维化信号通路,特别是在肺组织的损伤修复中,TGF-β1作为重要的细胞生长因子起到重要作用,它可激活成纤维细胞,促进基质合成,产生大量胶原蛋白。放射性肺损伤是在肺部疾病的放射治疗中常见的并发症,早期表现为放射性肺炎,晚期表现为放射性肺纤维化。了解和掌握TGF-β1在肺纤维化的发生、发展中的分子机制,对防治肺纤维化,减少并发症的发生具有重要意义。本文对TGF-β1在放射性肺纤维化中作用的分子机制及治疗进展进行综述。     

CpG-ODN减轻放射性肺纤维化的作用及机理

使用单次全肺照射至吸收剂量15 Gy的C57BL/6雌性小鼠建立放射性肺纤维化模型,连续20周观察照射小鼠的基本情况和大体肺组织变化,制作肺组织Masson染色切片,并进行Ashcroft纤维化评分和纤维化面积定量,采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定细胞因子TGF-β1的表达水平,免疫组化法检测肺组织内TGF-β1、TβR、磷酸化Smad 2/3和Smad 7蛋白的表达。实验结果显示,照射后给予CpG-ODN处理,能使小鼠肺组织损伤及纤维化程度减轻,Ashcroft评级降低2分,纤维化面积减少约11%,促纤维化细胞因子TGF-β1表达水平下降近1/2,肺组织内的TGF-β1、TβR和磷酸化Smad 2/3蛋白的表达皆出现不同程度降低,Smad 7蛋白的表达升高。这些结果提示CpG-ODN能通过降低促纤维化细胞因子TGF-β1的表达水平抑制TGF-β1/Smad依赖性纤维化信号通路,从而减轻放射性肺纤维。     

视黄酸调节Smad3表达阻抑放射诱导的肺损伤

为了探讨信号蛋白Smad3于不同时间段,在放射性肺损伤大鼠肺组织中的表达变化,以及视黄酸对其表达的影响,以6MV-X线对健康雄性Wistar大鼠进行15Gy全胸野照射,建立大鼠放射性肺损伤模型,并用视黄酸进行干预。实验分为正常对照组(A组)、单纯给药组(B组)、单纯照射组(C组)和照射加给药组(D组)。于照射后第1、2、4、8周后取肺组织作HE和Masson染色、并以免疫组化方法检测Smad3。结果表明,照射后1周,发现肺泡腔有炎性细胞渗出,继而间质水肿,4及8周出现肺泡腔变小、结构破坏,肺间质出现胶原纤维;B组与A组比,各时间段的病理无明显差别,但D组与C组相比,大鼠肺炎和肺水肿减轻,肺组织胶原纤维量减少。Smad3免疫组化学标记显示:A组与B组相比,检测的4个时间点均无差别;C组和D组与A组比,在放疗后的第1、2、4、8周时间段Smad3表达均明显增强(p0.0001),以C组增强更明显;D组与C组比,Smad3表达减弱,以第4、8周表达减弱更明显。由此可见,放射性肺损伤肺组织Smad3表达明显增强,视黄酸对大鼠正常肺组织的Smad3表达无影响,但它能从蛋白质水平上有效抑制放射诱导的Smad3表达,对放射性肺损伤有防治作用,为临床用其治疗放射性肺损伤提供了实验依据。     

急性放射性肺损伤肺组织CD36表达及意义

采用健康雄性Wistar大鼠,6 MV X射线单次全胸野照射15 Gy,于照后不同时间HE和Masson染色观察大鼠肺组织的病理改变,免疫组化方法分析凝血酶敏感蛋白-1受体CD36在肺组织中的表达,以探讨放射性肺损伤大鼠肺组织病理和CD36在不同时间段的表达和意义。结果表明,HE和Masson染色提示照射后的1周肺泡腔有炎性细胞渗出,继之间质水肿,4及8周出现肺泡腔变小甚至结构破坏,局部实变,肺间质出现胶原纤维;CD36免疫组化标记显示:照射组在照后的第1、2、4、8周时间段CD36表达均明显强于对照组(p<0.01)。以上结果说明CD36参与了放射性肺损伤的发生发展过程,阻抑其表达可能对放射肺损伤有防治作用。     

高能电子线辐射损伤对TGF-β1表达及Ⅰ、Ⅲ型胶原含量的影响

探讨了高能电子线辐射伤后Ⅰ、Ⅲ型胶原含量的改变情况及TGF-β1对其的调控作用。采用电子直线加速器照射制作动物的辐射损伤模型，对NIH3T3细胞进行照射，观察胶原总量及Ⅰ、Ⅲ型胶原含量的改变；测定损伤后细胞因子TGF-β1表达的变化情况。结果显示，损伤后胶原总量变化不大，而Ⅰ型胶原含量下降，Ⅲ型胶原含量上升；损伤后TGF-β1表达量增加。结果提示，放射性皮肤损伤引起了胶原代谢的变化，损伤后胶原代谢的调控机制中，TGF-β1可能起重要作用。     

直线加速器照射损伤中胶原代谢及调控的研究

采用直线加速器照射制作动物的β损伤模型,同时对ΝΙΗ 3Τ3细胞进行β外照射,观察胶原总量及Ⅰ,Ⅲ型胶原含量的改变;观察胶原降解酶ΜΜPs-1活性变化;同时测定损伤后细胞因子ΤGF-β1,IL-6的变化情况。结果表明,β损伤后胶原总量变化不大,而Ⅰ型胶原含量下降,Ⅲ型胶原含量上升;MMPs-1 活性上升;β损伤后TGF-β1,IL-6 表达量增加。提示胶原代谢的变化在放射性皮肤损伤中起关键作用,损伤后胶原代谢的调控机制中,TGF-β1 和 IL-6 起重要作用。     

Smad3、Smad4和Smad7在大鼠放射性肺纤维化中的表达及意义

探讨转化生长因子β(Transforming growth factorβ TGFβ)的Smad信号转导通路中信号蛋白Smad3、Smad4和Smad7在大鼠放射性肺纤维化中的变化及其意义。采用25Gy^60Coγ射线全胸照射二级雄性Wistar大鼠60只,建立大鼠放射性肺纤维化模型,分别于照射后1天、1周、1月及3月活杀后取材并进行肺泡巨噬细胞的分离培养,采用免疫组化SP法检测信号蛋白Smad3、Smad4和Smad7的表达变化。正常肺组织中较大血管内皮细胞及平滑肌细胞胞浆中存在Smad3、Smad4、Smad7蛋白弱阳性表达,Smad4在支气管上皮细胞胞浆也有阳性表达;照射后l天,上述3种蛋白在部分肺泡上皮细胞和部分巨噬细胞胞浆出现阳性表达;照射后l周及1月,Smad4蛋白在肺间质内纤维／成纤维细胞胞浆也出现阳性表达;照射后3m,Smad4蛋白在部分肺泡上皮、巨噬细胞、成纤维／纤维细胞胞核出现阳性表达。信号蛋白Smad3、Smad4、Smad7主要表达于放射性肺纤维化发生发展相关的靶细胞和效应细胞,包括部分肺泡上皮细胞、巨噬细胞、成纤维细胞及血管内皮细胞、支气管上皮细胞,并呈一定时相性动态分布,证明TGFβ的Smad信号通路在放射性肺纤维化中起调节作用。     

钙结合蛋白S100A8在放射性肺纤维化早期的表达及意义

本研究结合体内外实验,探讨了钙结合蛋白S100A8在放射性肺纤维化早期的表达及意义.20Gy6oCoγ射线全胸照射大鼠,建立大鼠放射性肺纤维化模型,分别于照射后1周、2周及4周活杀后取肺,采用免疫组化方法检测S100A8蛋白水平的变化;采用RT-PCR方法检测S100A8及与其形成复合物的S100A9 mRNA水平的变化.对于体外培养的小鼠巨噬细胞RAW264.7,采用T-PCR方法检测该细胞受γ射线与脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)处理后S100A8 mRNA水平的变化.照射后4周,S100A8蛋白在大鼠肺部巨噬细胞胞浆增强表达,S100A8和S100A9 mRNA在大鼠肺部也增强表达.结果表明,RAW264.7细胞中,γ射线与LPS能够协同作用增强该细胞S100A8 mRNA的表达.S100A8在放射性肺纤维化早期于巨噬细胞表达增强,发挥其趋化活性,参与炎症发生,进而在放射性肺纤维化形成过程中发挥作用.     

γ射线照射后大鼠血清基质金属蛋白酶浓度和活性的变化

以不同剂量γ射线对大鼠进行全身照射,于照后24h用EusA试剂盒检测血清中MMP-2和9的浓度,底物明胶酶谱法检测血清基质金属蛋白酶的活性。结果表明,与其他各剂量组相比,5Gy和6Gy照射组,大鼠照射后24h,血清MMP-2的浓度显著升高（p〈0．01）,MMP-2的活性也随照射剂量增加而增加。而各照射剂量组血清MMP-9浓度和活性变化则无明显差别。结果显示,受照大鼠血清MMP-2浓度和活性的变化具有提示生物受照剂量的潜能。     

吸入一氧化氮对放射性肺纤维化中细胞因子及丝裂原物质变化的影响

观察了吸入NO对放射性肺纤维化中细胞因子及丝裂原物质表达变化的影响 ,以期对NO防治肺纤维化的可能机理进行探讨。6 0 Coγ射线照射Wistar大鼠建立放射性间质肺炎模型 ,分别在照射前 1d (B和C组 )以及照射后一个月 (D和E组 )开始吸入NO ,NO吸入浓度分别为2 0 μg·g- 1(B和D组 )和 1.0× 10 - 5μg·g- 1(C和E组 )。分别于照射后 1d、1周、1个月、3个月和 6个月取材应用免疫组化、原位杂交等方法检测TGFβ、ET - 1mRNA及其蛋白和TNFα、AII蛋白表达情况。结果表明 ,照射后大鼠肺脏TGFβ、ET - 1mRNA及其蛋白和TNFα、AII蛋白表达明显增强 ,照射前开始吸入NO组与正常大鼠相比前述各指标表达增强 ,但低于其它组。表明TGFβ、TNFα、ET - 1和AII均参与了放射性肺纤维化的病理发展过程 ,吸入NO可抑制上述因子的过度表达 ,从而减轻炎症 ,延缓和抑制肺纤维化的发展     

60Co γ射线8.0 Gy剂量诱导小鼠十二指肠恢复期损伤

采用⁶⁰Co γ射线对小鼠腹腔进行一次性照射,照射剂量为8.0 Gy,在照射后第15 d的恢复期,观察小鼠十二指肠的病理变化,分析BCL-2和TGF-β蛋白质表达水平。结果表明:(1) 与对照组相比,照射组十二指肠病理出现绒毛萎缩、变短或脱落,严重者可见肠粘膜上皮广泛性坏死剥脱;(2) 照射组BCL-2蛋白质表达水平下降,TGF-β蛋白质表达水平升高。结果说明,该照射方法下恢复期时放射性肠损伤仍然存在。     

铀矿尘诱导的细胞因子对肺成纤维细胞作用的研究

用肺泡灌洗法获取兔肺泡巨噬细胞,进行体外培养,取其上清液分别用同位素掺入法和MTT比色法测定上清液中炎性细胞因子TNF和IL6的活性。并将上清液与人胚肺成纤维细胞(WI-38)培养,用同位素掺入法测定成纤维细胞生长增殖和胶原合成。用氯氨T法分析肺成纤维细胞总羟脯氨酸含量,并用抗TNF抗体和IFNγ进行成纤维细胞增殖和胶原合成抑制试验。结果显示,铀矿尘能刺激AM释放TNF和IL-6,其活性分别为852U/ml,1335U/ml,均高于TiO_2对照组。浓度与效应之间有剂量反应关系(r=0.9326,P<0.05)。铀矿尘诱导的AM上清液能促进肺成纤维细胞增殖和胶原合成,用~3H-TdR掺入法,计数率均值为7706计数·min~(-1),~(14)C-Pro掺入法计数率均值为19805计数·min~(-1),高于TiO_2对照和阴性对照。HOP含量明显增高。抗TNF抗体和IFNγ能抑制肺成纤维细胞增殖和胶原合成。     

电磁脉冲辐射对小鼠睾丸TGF-βs表达的影响

探讨转化生长因子-β(Transforming growth factor-β,TGF-β)超家族成员TGF-β1、TGF-β3和TGFβ-R1在电磁脉冲辐射后成年小鼠睾丸中的表达变化及其意义.采用场强为400 kV/m的辐射场对20只成年雄性Balb/c小鼠进行200次重复全身照射,另20只假照射,于辐射后1、7、1...     

卵巢照射及卵巢切除对大鼠骨组织COLI与TGF-β1mRNA表达的影响

探讨卵巢辐射损伤与卵巢切除对大鼠骨组织转移生长因子β1(TGF—β1)与主要的基质蛋白I型胶原(COLI)基因表达的影响。50Gy剂量γ射线局部照射大鼠卵巢和双侧卵巢切除后应用逆转录-多聚酶链式反应(RT—PCR)法检测大鼠骨组织中TGF—β1与COLI的mRNA表达水平。结果表明，骨组织COLI的mRNA表达水平上升，而TGF—β1 mRNA表达减少，卵巢辐射损伤大鼠与卵巢切除大鼠两者结果相似。     

单纯创伤和照射复合创伤愈合过程中成纤维细胞的病理学及超微结构特点

探讨了局部照射对伤口愈合过程中成纤维细胞(Fibroblast，Fb)长消规律、形态学及超微结构的影响。将156只Wistar大鼠随机分为单纯创伤组(对照组)和照射复合创伤组(照射组)，采用光镜、电镜和免疫组化方法研究两组伤口愈合中成纤维细胞病理变化、超微结构及α-actin表达。结果表明，对照组伤口成纤维细胞数量于伤后1-10d呈进行性增加，伤后lOd达高峰，照射组成纤维细胞数量于伤后1-15d较对照组减少且高峰后移，伤后15d达高峰。依据超微结构特点成纤维细胞分为过渡型、增殖型、合成分泌旺盛型、肌成纤维细胞型、转归型和凋亡型六种类型。在伤愈不同时期各种类型分布不同，照射组各型成纤维细胞出现滞后，尤其是合成分泌旺盛型和肌成纤维细胞型，并出现畸形成纤维细胞。后者细胞大小形态各异，内质网高度扩张，高尔基体和微丝束减少等。照射抑制伤口成纤维细胞增殖，使各型成纤维细胞出现滞后，并使成纤维细胞形态发生变化，出现特有的畸形成纤维细胞。     

低水平电离辐射对雄性大鼠 LRH-LH-睾丸酮系统功能影响的研究

本文报道了小剂量 X 射线分次全身照射和低剂量率~(60)Coγ射线持续全身照射对雄性大鼠下丘脑组织中 LRH 含量,血清及尿中 LH 和睾丸酮含量影响的实验结果。接受 X 射线照射的大鼠,全身累积吸收剂量为1.5Gy 和3.0Gy,下丘脑组织中 LRH 含量均于停照后1周显著高于对照组;血清 LH含量在3.0Gy 组于停照后4周高于对照组;尿中睾丸酮含量1.5Gy 组在停照后2和4周及3.0Gy 组在停照后2周均显著高于对照组。接受~(60)Coγ射线照射的大鼠,于照射结束后24小时血清 LH 含量在全身累积吸收剂量为1.76Gy 组显著低于对照组;血清中睾丸酮含量在1.37和1。76Gy 组、尿中睾丸酮含量在0.98Gy 组均显著高于相应对照组。     

4l Ca示踪-AMS法测定细胞胞浆内Ca2+浓度的方法研究

41 Ca示踪剂是理想的生物医学示踪剂.本工作首次将41Ca示踪剂用于测定在石棉作用下引起人肺成纤维细胞(HLF)胞浆钙离子浓度.采用体外培养的HLF作为研究对象,用石棉进行染毒,用超声破碎离心提取细胞胞浆制备生物样品,并对样品进行加速器质谱(AMS)测量.研究结果初步证明可将41Ca示踪-AMS法用于石棉作用下HLF细胞的胞浆钙离子浓度分析.该方法有可能应用于生物学领域,为深入研究生命活动的机理提供分析手段.     

大剂量睾丸照射对大鼠神经内分泌功能的影响

本研究应用 Wistar 雄性大鼠,接受10Gy X 射线睾丸局部照射,分别于照射后1、23、63及97天处死,观察下丘脑内源性阿片肽、垂体和睾丸内分泌功能的变化,试图阐明电离辐射神经内分泌效应及其作用机理。实验结果表明,照射后1天,下丘脑β-内啡肽(B-EP)含量明显增加,而血清黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)和睾丸酮(TS)及睾丸环磷酸腺苷(cAMP)含量有不同程度的降低;照射后23天,β-EP 下降,并低于对照组,而 LH、FSH、TS 及 cAMP 明显高于对照组;照射后63天,β-EP 仍维持照射后23天的水平,亮氨酸脑啡肽(L-Enk)明显降低,LH 和 FSH 仍持续增高,而 TS 和 cAMP 明显低于对照组;照射后97天,LH 和 FSH 回降,但仍明显高于对照组,TS 和cAMP 仍持续降低,睾丸组织发生严重损伤。     

MgSO4对放射性脑损伤大鼠脑组织早期炎症反应的影响

为探讨硫酸镁对放射性脑损伤炎症反应的作用,用20Gy的电子线对SD大鼠进行全脑照射,在辐照后1、7和14d采用酶联免疫吸附法测定脑组织细胞间黏附分子（Intercellular surface adhesion molecule-1,ICAM-1）含量、分光光度法测定髓过氧化物酶（Myeloperoxidase,MPO）活性,苏木精-伊红（Hematoxylin—eosin,HE）染色法进行病理形态学观察。结果显示,放射性脑损伤大鼠脑组织中ICAM-1含量及MPO活性明显增加,引起放射性脑损伤继发性炎症反应;给予硫酸镁能显著降低放射性脑损伤大鼠的ICAM-1含量及MPO的活性,减轻炎性细胞浸润及脑组织损伤。早期给子硫酸镁可减轻放射性脑损伤大鼠脑组织的炎症效应,发挥细胞保护作用。     

硒对α粒子体外照射诱发大鼠肺成纤维细胞恶性转化的防护作用

本研究应用体外细胞转化系统初步观察了硒对~(238)Puα粒子体外照射诱发成年 Wistar 大鼠肺成纤维细胞(WAL-F_1)恶性转化的防护作用。~(238)Pu α电镀源,活度为9×10~9Bq,细胞厚度8μm,源与细胞之间的距离0.75cm,剂量率1.10Gy/min。实验分为4组:对照组;Se 处理组(Se 最终浓度0.05mmol/mL);照射组(剂量为0.5Gy);防护组(照射前30min 加 Se 预处理,Se 浓度及辐射剂量同上),Se 作用30min 后洗脱。照射后观察细胞形态、增殖能力、染色体核型、Con A 凝集反应、在半固体琼脂培养基中形成集落能力以及在免疫抑制的动物体内的致瘤试验等。结果表明,防护组与照射组比较,其转化程度减轻,或不发生变化,最终在动物体内不形成肿瘤。提示 Se 可明显阻断α粒子照射诱发细胞恶性转化的发生与发展,为 Se 抗辐射作用提供了实验根据。