实验性矽肺模型大鼠肺组织中细胞因子的表达及意义

摘要

背景：目前我国仍然是矽肺危害最严重的国家，接触矽尘的人数、新发矽肺病人、现患矽肺人数均居世界之首。矽肺发病机制至今尚未明确，学者们曾提出过多种假说，如炎症刺激学说、免疫学说、化学中毒学说、机械刺激学说、硅酸聚合学说、表面活性学说等，虽然每种学说各有其合理之处，但都难以圆满地解释其致病过程。近年来，细胞因子网络在矽肺发病机制中的研究开始成为热点。机体内，Th1 型细胞因子和Th2 型细胞因子相互影响，相互作用，形成细胞因子网络平衡，维持机体的正常生理状态。一旦这种细胞因子网络平衡被打破，机体就会出现异常反应和病理状态。本实验通过二氧化硅（SiO2）刺激大鼠建立实验性矽肺大鼠模型，监测Th1 型细胞因子干扰素-γ（IFN-γ）和Th2 型细胞因子白介素-4（IL-4）在肺组织中的表达变化情况，探讨Th1 型细胞因子和Th2 型细胞因子在矽肺形成过程中的作用。核因子-κB（NF-κB）和转化生长因子-β1（TGF-β1）都具有多种生物学功能。已有很多研究表明NF-κB和TGF-β1在肺纤维化发病过程中发挥重要的作用，本实验通过监测两者在矽肺模型组和对照组大鼠肺组织中的表达，探讨其在矽肺发病机制中的可能作用。
　　 目的：阐明一次性染尘后实验性矽肺大鼠肺组织中细胞因子的动态变化；探讨IFN-γ和IL-4在实验性矽肺大鼠肺组织中的表达及意义；探讨NF-κB和TGF-β1在实验性矽肺大鼠肺组织中的表达情况及可能作用。
　　 方法：建立大鼠矽肺模型，一次性染尘，分别在染尘后第1、7、14、21、28、35d（天）各处死3只模型组和2只对照组大鼠，取肺组织制作组织切片。免疫组化SABC法检测IFN-γ和IL-4在18例实验性矽肺模型大鼠和12例正常大鼠肺组织中的表达，采用图像分析系统对IFN-γ和IL-4的表达进行定量分析；免疫组化S-P法检测NF-κB和TGF-β1在18例实验性矽肺模型大鼠和12例正常大鼠肺组织中的表达，对NF-κB和TGF-β1的表达也进行定量分析。
　　 结果：与对照组相比，一次性染尘后第1、7、14、21d时，模型组大鼠肺组织中IFN-γ表达显著增强（P<0.05），IL-4的表达明显减少（P<0.05）；染尘后第28、35d时，模型组大鼠肺组织中IFN-γ表达有所减弱，与对照组没有显著性差异（P>0.05）；IL-4的表达量明显增加，明显高于对照组（P<0.05）。染矽尘后第1、7、14d时，矽肺大鼠肺组织中NF-κB和TGF-β1的表达与对照组相比明显增加（P<0.05）；二者表达水平都于21d时开始下降，28d时二者表达水平接近于对照组，与对照组比较无显著性差异（P>0.05）。至35d时，NF-κB的表达明显减弱，与对照组相比有显著性差异（P<0.05），而TGF-β1的表达与对照组之间无显著性差异（P>0.05）。
　　 结论：在实验早期（1-21d），Th1型细胞因子IFN-γ表达明显增加，表明矽肺大鼠体内以Th1 型细胞因子介导的细胞免疫反应为主；而实验后期（28-35d），Th2型细胞因子IL-4的表达显著增强，同时IFN-γ表达有所减弱，说明矽肺大鼠体内细胞免疫反应开始降低，以Th2 型细胞因子介导的体液免疫应答开始增强。矽肺模型建立后的早期（1-14d），NF-κB和TGF-β1的表达均明显增强，说明二者可能参与早期矽肺纤维化的形成。