TGF-β、MMP-2、TIMP-1在百草枯染毒大鼠肺组织中的表达及丹参单体IH764-3对其表达的影响

摘要

目的：百草枯(paraquat，PQ)，是目前世界范围内广泛使用的除草剂。随着其在我国农业上的广泛应用，PO中毒也日趋增多。PQ对除草非常有效，但它对人和动物均有较强毒性。百草枯经皮肤接触、呼吸道及消化道进入体内，造成急性中毒。目前其发病机制尚未完全阐明，尚无特效治疗药物，临床病死率很高。因此PQ中毒所引起的机体病理生理改变成为当前中毒治疗学的研究热点。肺为百草枯中毒的主要耙器官，也是PQ中毒死亡的主要原因。PQ引起急性肺损伤及后期肺纤维化的病理生理机制还未阐明。本研究通过观察PQ中毒大鼠模型肺组织病理学改变和肺组织转化生长因子β<,1>(TGF-β<,1>)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)、基质金属蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)的表达，以及丹参单体IH764-3对其表达的影响，进一步探讨PO中毒致肺纤维化的机制及丹参单体IH764-3对其治疗作用。 方法：选用健康成年SD大鼠90只(雌雄各半)，随机分为3组：正常对照组(以下简称A组)6只，单纯染毒组(以下简称B组)42只，丹参单体IH764-3治疗组(以下简称C组)42只。B、C组给予50mg/kgPQ(用NS稀释成1ml)灌胃染毒，A组给予1ml生理盐水灌胃；之后，C组每日给予40mg/kg丹参单体IH764-3(用NS稀释成1ml)腹腔内注射，而B组每日给予1ml的生理盐水腹腔内注射。B、C组分别于1d，3d，7d，14d，21d，28d，35d各取6只大鼠，氯胺酮麻醉后开胸，取肺组织行HE染色、Masson染色、免疫组织化学染色，并用电子显微镜对超微结构的变化进行观察。A组6只大鼠于1 d行同样处理。 结果：1、大鼠中毒表现：B组、C组大鼠在染毒后30min～2h即可出现不同程度的中毒表现，包括呼吸系统、泌尿系统、精神神经系统和消化系统等全身中毒表现，且在1～3d最明显。C组大鼠经丹参单体IH764-3干预治疗后中毒表现(尤其是呼吸系统)较B组明显减轻。 2、HE染色结果：A组肺泡结构清晰，肺泡壁完整，无肺泡壁增厚和充血，肺泡腔无炎性细胞浸润。B组1d和3d时出现明显的急性肺泡炎改变，如肺水肿、部分透明膜形成、弥漫肺出血及炎性细胞浸润等；7d时仍以肺泡炎改变为主；14d、21d、28d、35d出现不同程度的肺泡间隔纤维性增厚及纤维组织增生，可见玻璃样变。C组早期也出现了上述表现，但程度减轻；后期有少量胶原纤维增生，亦较B组为轻。 3、Masson染色结果：A组在支气管周围及肺泡间隔区有少量绿色胶原纤维。B组染毒早期(1d、3d、7d)未见明显的胶原纤维增生；染毒14d以后可见支气管管壁与肺泡间隔呈纤维性增厚，部分区域胶原纤维不规则排列，阳性染色平均光密度值明显高于A组(P<0.01)。C组用丹参单体IH764-3干预后，1d至14d时未见明显胶原纤维增生；染毒21d以后可见胶原纤维逐渐增多，但仍低于B组(P<0.05)。 4、电镜结果：A组肺组织超微结构无明显异常变化。B组3d可见到肺泡腔内有大量水肿渗出液，内含破碎细胞器及红细胞，间质炎性细胞浸润，肺泡Ⅰ型上皮细胞受损，纤毛脱失，基膜断裂，14d可见到肺泡间隔增厚，内含大量增生、肥大的肺泡Ⅱ型上皮细胞，板层小体空泡化。35d可见到有周期性横纹的胶原纤维向肺泡上皮下和毛细血管基底膜内生长。C组炎性细胞浸润、板层小体空泡化等病变较B组明显减轻。 5、治疗前后TGF-β<,1>、MMP-2、TIMP-1免疫组织化学检测结果：①A组：TGF-β<,1>在正常大鼠肺组织中有少量表达。B组：染毒后肺组织中TGF-β<,1>表达在1d至35d时均明显高于A组(P<0.01)。C组：肺组织中TGF-β<,1>表达在1d至35d时均明显弱于B组(P<0.01)，但各时间点仍强于A组(P<0.01)。②A组：MMP-2在正常大鼠肺组织中有很弱的表达。B组：染毒后肺组织中MMP-2表达在1d至28d时明显高于A组(P<0.05)，至35d时表达减弱，与A组比较无统计学意义(P>0.05)。C组：肺组织中MMP-2表达在1d至28d时明显弱于B组(P<0.01)，但1d至21d仍强于A组(P<0.01)，至28d时与A组比较无统计学意义(P>0.05)。③A组：TIMP-1在正常大鼠肺组织中有少量表达。B组：染毒后1d肺组织中TIMP-1表达即明显高于A组(P<0.01)，至35d时仍高于A组(P<0.01)。C组：肺组织中TIMP-1表达于1d至35d时均明显弱于B组(P<0.01)，但各时间段仍强于A组(P<0.01)。 结论：1、百草枯灌胃染毒引起的肺损伤主要表现为早期的急性肺泡炎和以后逐渐进展的肺间质纤维化，表明PQ灌胃染毒是制造急性肺损伤和肺纤维化动物模型的可靠方法。 2、百草枯中毒可使肺组织中TGF-β<,1>、MMP-2和TIMP-1的表达发生改变，造成MMP-2、TIMP-1表达不同步，可能引起MMPs/TIMPs比例失调，导致ECM合成和降解失衡，是诱导肺纤维化形成的原因之一。 3、丹参单体IH764-3在一定程度上影响了百草枯染毒大鼠肺组织中TGF-β<,1>、MMP-2和TIMP-1的表达，调节MMPs/TIMPs比例平衡，从而使急性肺损伤和肺纤维化减轻。

目录

论文说明：英文缩写

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述：TGF-β对肺纤维化中ECM代谢的影响

致谢

个人简历