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目的:观察吡非尼酮(Pirfenidone,PFD)对小鼠百草枯(Paraquat,PQ)中毒性鼠肺损伤疗效;观察同一时间节点百草枯中毒大鼠和吡非尼酮治疗大鼠的动脉血气差异、不同时间节点百草枯中毒大鼠的动脉血气情况及其他炎症因子的变化;研究吡非尼酮治疗大鼠百草枯中毒性肺纤维化的疗效和机制。方法:1.雄性C57小鼠(SPF)级32只(18-22g),按随机数字表法分为4组,每组8只。分别分为对照组(NS组)、PQ中毒组(PQ组)、低剂量PFD干预组(PQ+100mg/kg PFD,PFD100组)和高剂量PFD干预组(PQ+200mg/kg PFD,PFD200组)。PQ组和PFD干预组采用一次性腹腔注射30mg/kg PQ建立肺损伤模型,NS组腹腔注射等量生理盐水。1 h后,PFD干预组分别灌胃不同剂量的PFD,同时PQ组、NS组分别灌胃等量生理盐水。观察小鼠一般情况。24h后麻醉取材。收集眼球静脉血,离心后留取上清,ELISA法检测SAA1的含量;收集肺泡灌洗液,离心后留取上清,ELISA法检测IL-17含量;打开胸腔取出肺组织,留取左肺上叶行HE染色、Masson染色和TUNEL检测;留取左肺下叶,检测计算肺组织湿干重比(W/D ratio);右肺组织用于检测TGF-β1、cTGF、EGF、α-SMA、RORγt mRNA的相对表达水平和TGF-β1、α-SMA、IL-1β的蛋白表达水平。2.雄性SD大鼠(SPF)级56只(180-220g),按随机数字表法分为7组,每组8只。分别分为对照组(NS组)、7d PQ中毒组(7d PQ组)、7d低剂量PFD干预组(PQ+100mg/kg PFD,7d PFD100组)和7d高剂量PFD干预组(PQ+200mg/kg PFD,7d PFD200组)、14d PQ中毒组(14d PQ组)、14d低剂量PFD干预组(PQ+100mg/kg PFD,14d PFD100组)和14d高剂量PFD干预组(PQ+200mg/kg PFD,14d PFD200组)。PQ组和PFD干预组采用一次性腹腔注射20mg/kg PQ建立肺纤维化模型,NS组腹腔注射等量生理盐水。1h后,PFD干预组分别灌胃不同剂量的PFD,同时PQ组、NS组分别灌胃等量生理盐水,以后每隔24h灌胃一次。观察大鼠一般情况。分别于7d、14d后麻醉取材。腹主动脉穿刺收集动脉血,其中1ml动脉血用于血气检测,余离心留取上清,检测COL1A1含量;打开胸腔取出肺组织,留取左肺上叶行HE染色、Masson染色和TUNEL检测;留取左肺下叶,检测计算肺组织湿干重比(W/D ratio);右肺组织用于检测TGF-β1、Smad3、NF-κB、MMP2、MMP9、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平。3.雄性SD大鼠(SPF)级32只(180-220g),按随机数字表法分为4组,每组8只。分别分为对照组(NS组)、PQ中毒组(PQ组)、低剂量PFD干预组(PQ+100mg/kg PFD,PFD100组)和高剂量PFD干预组(PQ+200mg/kg PFD,PFD200组)。PQ组和PFD干预组采用一次性腹腔注射20mg/kg PQ建立肺纤维化模型,NS组腹腔注射等量生理盐水。1 h后,PFD干预组分别灌胃不同剂量的PFD,同时PQ组、NS组分别灌胃等量生理盐水,以后每隔24h灌胃一次。观察大鼠一般情况。7d后麻醉取材。腹主动脉穿刺收集动脉血,离心留取上清,检测SAA1、TNF-α、COL1A1含量;打开胸腔取出肺组织,留取左肺上叶行HE染色、Masson染色和TUNEL检测;留取左肺下叶,检测计算肺组织湿干重比(W/D ratio);右肺组织用于检测TGF-β1、Smad3、Wnt1、β-catenin、α-SMA mRNA和蛋白表达水平。结果:1.各组大鼠未见死亡。在PFD治疗PQ中毒小鼠的实验中,与NS组相比,PQ组HE、TUNEL和Masson染色显示PQ组肺组织破坏更加严重,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显增多,肺组织湿干重比明显增加,血清中SAA1、肺泡灌洗液中IL-17含量明显升高,肺组织TGF-β1、cTGF、EGF、α-SMA、RORγt mRNA相对表达水平显著升高,肺组织TGF-β1、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平升高(p均<0.05)。经PFD治疗后,肺组织破坏减轻,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显减少,肺组织湿干重比明显减少,血清中SAA1、肺泡灌洗液中IL-17含量降低,肺组织TGF-β1、cTGF、EGF、α-SMA、RORγt mRNA相对表达水平明显降低,肺组织TGF-β1、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平降低(p均<0.05)。且,PFD200疗效较PFD100更好(p<0.05)。2.14d PQ组大鼠死亡3只,其余各组未见死亡。在观察不同组大鼠血气变化的实验中,同一批次大鼠,病理结果显示PQ组肺组织破坏更加严重,炎细胞和红细胞渗出明显增多,肺间隔显著增厚,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显增多,肺组织湿干重比明显增加,PH值、SaO2、PaO2降低,Pa CO2升高,肺组织中TGF-β1、Smad3、T2MP1、MMP7、MMP9、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平显著升高,血清中COL1A1含量明显升高(p均<0.05);而经PFD治疗后,病理结果显示肺组织破坏减轻,炎细胞和红细胞渗出明显减少,肺间隔明显变窄,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显减少,肺组织湿干重比降低,PH值、SaO2、PaO2升高,Pa CO2降低,肺组织中TGF-β1、Smad3、T2MP1、MMP7、MMP9、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平显降低,血清中COL1A1含量明显减少(p均<0.05);PFD200组较PFD100组疗效好(p<0.05)。在不同批次大鼠的PQ组中,和7d PQ组相比,14d PQ组病理结果显示其肺组织破坏更加严重,炎细胞和红细胞渗出明显增多,肺间隔明显增厚,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显增多,肺组织湿干重比明显增加,PH值、SaO2、PaO2降低,Pa CO2升高,肺组织中TGF-β1、Smad3、NF-κB、MMP2、MMP9、α-SMA、IL-1β蛋白表达水平显著升高,血清COL1A1含量明显升高(p均<0.05)。3.各组大鼠未见死亡。在研究PFD治疗百草枯中毒性肺纤维化机制的实验中,与NS组相比,PQ组肺组织破坏更加严重,炎细胞和红细胞渗出明显增多,肺间隔明显增厚,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显增多,肺组织湿干重比明显增加(p<0.05),肺组织TGF-β1、Smad3、Wnt1、β-catenin、α-SMA mRNA和蛋白表达水平明显升高(p均<0.05),血清中SAA1、TNF-α和COL1A1以及MDA、SOD含量明显升高(p均<0.05)。经PFD治疗后,肺组织破坏程度减轻,炎细胞和红细胞渗出减少,肺间隔变窄,肺组织凋亡细胞和胶原纤维形成明显减少,肺组织湿干重比减小(p<0.05),肺组织TGF-β1、Smad3、Wnt1、β-catenin、α-SMA mRNA和蛋白表达水平下降(p均<0.05),血清中SAA1、TNF-α和COL1A1以及MDA、SOD含量降低(p均<0.05)。且PFD200组较PFD100组肺组织破坏程度、炎细胞和红细胞渗出、肺间隔厚度均降低,凋亡细胞数量和胶原纤维形成数量少,肺组织湿干重比小,肺组织TGF-β1、Smad3、Wnt1、β-catenin、α-SMA mRNA和蛋白表达水平降低,血清中SAA1、TNF-α和COL1A1以及MDA、SOD含量降低(p均<0.05)。PFD200组较PFD100组疗效更好。结论:1.PFD能减轻PQ中毒导致的小鼠肺损伤。2.PQ中毒大鼠,随着时间的推移,肺纤维化程度越高,用氧能力越差。经过PFD治疗后的PQ中毒大鼠,用氧能力增强,肺纤维化程度减弱。3.PFD可能是通过TGF-β1/Smad3和Wnt1/β-catenin信号通路减轻大鼠PQ中毒性肺纤维化。