论文部分内容阅读
背景:急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS)是一种重症呼吸系统疾病,致死率极高。肺泡上皮细胞(Alveolar epithelial cells,AECs)损伤是ARDS的主要病理基础,因此,AECs修复是ARDS肺功能恢复的先决条件。肺泡巨噬细胞(Alveolar macrophage,AM)与肺损伤发展密切相关:AM在肺损伤急性期转化为M1型加重肺损伤,在恢复期转化为M2型促进肺修复。随着肺损伤发展,AM会经历亚型转化表现为M1-M2混合型,但这类AM在肺损伤发生发展过程中发挥什么样的作用尚不清楚。我们前期研究发现M1-M2混合型AM可能高表达一种表皮生长因子——肝素结合型表皮生长因子(Heparin-binding EGF-like Growth Factor,HB-EGF)。HB-EGF能促进Ⅱ型肺泡上皮细胞(AEC 2)增殖。因此我们推测:肺损伤中M1-M2混合型AM可能通过高表达HB-EGF促进AEC 2增殖而促进肺组织修复。目的:探讨肺损伤发生发展过程中M1-M2混合型肺泡巨噬细胞是否高表达HB-EGF及HB-EGF促进肺损伤修复的作用及机制。方法:本实验分为动物实验和细胞实验两个部分。在动物实验中,选取6-8周龄雄性C57BL/6小鼠,体重为22-24 g。使用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)3mg/kg气管滴注诱导小鼠急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)模型。于LPS处理后1、2、3、4、5、6、7天后处理小鼠,取肺组织、肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)并提取小鼠肺泡巨噬细胞(Alveolar Macrophage,AM)。使用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测BALF及肺组织中HB-EGF表达;使用RT-PCR分别检测AM中HB-EGF、M1标志物(TNF-α、IL-6)、M2标志物(FIZZ1、Arginase-1)的基因表达水平;使用免疫荧光检测肺组织中HB-EGF与巨噬细胞标志蛋白Iba-1的共表达情况。将小鼠随机分为(1)脂质体-Clod组;(2)脂质体-PBS组(每组n=3)。在ALI之前从小鼠腹腔内给予脂质体-Clod(巨噬细胞去除剂)或脂质体-PBS(用于对照),制作ALI模型后每天重复给予1次。于ALI后7天处死小鼠,收集BALF与肺组织匀浆,使用ELISA检测HB-EGF的浓度。将ALI小鼠随机分为(1)LPS+PBS组;(2)LPS+HB-EGF组(每组n=6)。于ALI发生12 h后PBS组腹腔注射与HB-EGF等体积的无菌PBS溶液(PBS组),HB-EGF组腹腔注射重组HB-EGF蛋白(HB-EGF,5μg/只),每天经同一路径重复给予相同剂量的同种试剂,至处死小鼠前一天。于ALI处理后3、5、7天取材,收集BALF与肺组织。Western Blot检测肺组织中SPC(AEC 2标志蛋白)表达及EGFR信号通路激活情况;免疫荧光检测肺组织中SPC与增殖信号PCNA共表达情况;光学显微镜下观察肺组织石蜡切片HE染色,比较各组肺损伤评分;BALF行中性粒细胞计数;BCA法检测BALF中总蛋白含量;ELISA法检测BALF中免疫球蛋白M(Immunoglobulin M,Ig M)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)和白介素-6(Interleukin-6,IL-6)的浓度。同样的,在给予EGF受体(Epidermal growth factor receptor,EGFR)抑制剂AG1478后重复上述实验。在细胞实验中,提取小鼠AM及腹腔巨噬细胞(Peritoneal Macrophage,PM)体外培养,分别使用以下方法诱导其极化:(1)M0型:PBS;(2)M1型:LPS(1μg/ml)+IFN-γ(20 ng/ml);(3)M2型:IL-4(20 ng/ml);(4)M1-M2混合型:LPS(1μg/ml)+IFN-γ(20 ng/ml)+IL-4(20 ng/ml);诱导4 h后,使用RT-PCR检测HB-EGF、M1标志物(TNF-α、IL-6)、M2标志物(FIZZ1、Arginase-1)的基因表达水平;诱导24 h后,使用ELISA检测细胞上清中HB-EGF分泌情况。结果:1.与对照组正常小鼠相比,BALF中的HB-EGF含量在LPS诱导的ALI发生后第1天降低,然后逐渐增高,在第7天达到高峰(P<0.001),肺组织匀浆中HB-EGF的含量表达同样的趋势。2.去除AM后,LPS诱导的ALI小鼠肺组织中HB-EGF含量显著降低。3.在LPS诱导的ALI后第7天小鼠肺组织中,Iba-1与HB-EGF蛋白表达在同一细胞。4.在体外实验培养的M1-M2混合型AM中,HB-EGF表达量显著升高。5.与LPS+PBS组相比,使用3、5、7天损伤肺组织中的中性粒细胞数量(第3天、第5天P<0.001;第7天P<0.05)、肺水蛋白含量(第3天、第5天和第7天P<0.001)、Ig M渗出(第3天、第5天和第7天P<0.001)、TNF-α(第3天、第5天P<0.001;第7天P<0.01)与IL-6(第3天、第7天P<0.001;第5天P<0.01),促进了肺损伤修复。6.给予HB-EGF处理后,与LPS+PBS组相比,SPC增殖信号显著增加。7.LPS诱导的ALI后7天,肺组织中EGFR信号通路明显活化。使用AG1478可明显抑制HB-EGF促进肺损伤修复的效果。结论:肺损伤发生发展过程中M1-M2混合型AM高表达HB-EGF,HB-EGF可介导AEC 2增殖,并通过激活EGFR信号通路,参与肺泡结构重建,促进肺损伤修复。