目的探讨转化生长因子β1（TGF-β1）Ⅰ型受体特异性抑制剂SB431542抑制TGF-β/Smad3信号通路在大鼠矽肺纤维化中的干预作用;建立矽肺体外细胞模型,探索SB431542对二氧化硅（SiO₂）粉尘诱导的人正常肺上皮细胞（Beas-2B）上皮-间充质转化（EMT）的影响。方法1.40只健康雄性SPF级SD大鼠,按随机数字表法随机分为4组:生理盐水对照组、模型组、SB431542抑制剂组和SB431542抑制剂对照组,每组10只。分组完成后,每5天监测一次大鼠体重。适应性饲养一周后,除生理盐水对照组外,其他3组采用非暴露气管注入法一次性气管内注入游离二氧化硅（SiO₂）粉尘悬浊液1 mL（50 mg/mL）;染尘后第7、30天,向SB431542抑制剂组大鼠腹腔注射（5 mg/kg）SB431542;SB431542抑制剂对照组在相同时间腹腔注射（5 mg/kg）SB431542助溶剂;生理盐水对照组气管内注入等量生理盐水（5 mg/kg）。在染尘后第60天取材,右上叶肺组织用于病理学检测和免疫组化（IHC）,石蜡包埋切片行苏木素-伊红（HE）染色、天狼猩红染色、电镜观察,以及α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和纤维黏连蛋白（FN）蛋白的免疫组化;左肺上叶组织用于实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）法检测FN、Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白（COLⅠ、COLⅢ）、α-SMA和E-钙黏蛋白（E-cadherin）mRNA水平;右下叶肺组织经蛋白免疫印记（Western blot）法检测肺组织中FN、COLⅠ、COLⅢ、磷酸化Smad3（p-Smad3）、Smad3、α-SMA和E-cadherin的蛋白表达水平。2.100 ng/mL佛波酯（PMA）诱导单核巨噬细胞（THP-1）贴壁,采用油红O染色检测是否诱导成功。应用CCK8法检测SiO₂粉尘对THP-1细胞增殖的影响。建立THP-1巨噬细胞/Beas-2B细胞共培养（Transwell）体系,分为四组,依次为:对照组、模型组、SB431542抑制剂组、SB431542抑制剂对照组。除对照组以外,其余三组在Transwell上室加入浓度为80μg/cm2的SiO₂粉尘刺激THP-1巨噬细胞,置于培养箱中培养24h,向SB431542抑制剂组加入10μmol/L的SB431542,SB431542抑制剂对照组加入等量的抑制剂助溶剂,培养24h后收集Transwell下室的Beas-2B细胞,采用q PCR法检测Smad3、α-SMA和E-cadherin mRNA表达水平,采用Western blot法检测经SiO₂粉尘刺激后THP-1巨噬细胞中TGF-β表达水平,以及与纤维化相关的Smad3、p-Smad3、α-SMA、Vimentin、E-cadherin的表达水平。结果1.将染尘前大鼠初始体重作为协变量进行方差分析,结果显示将初始体重作为协变量调整后,染尘第5天对照组与染尘组体重调整均数不相等（F=11.502,P=0.000）,对照组体重明显高于染尘组体重,染尘10天后,对照组与染尘组体重均呈现上升趋势。与生理盐水对照组比较,模型组大鼠肺组织肉眼可看到肺组织表面呈灰白色,有大量矽结节形成,质硬,HE染色结果显示有大小不等的结节状结构,并相互融合,肺间质纤维化,部分肺泡间隔断裂,呈肺气肿改变,电镜结果可看出模型组大鼠肺组织嗜锇小体被破坏、线粒体脊溶解断裂,微绒毛实变、被挤压,溶酶体肿胀扩大,Ⅰ型、Ⅱ型肺泡细胞数量增加,核固缩,组织结构空泡样,胶原纤维增多,内皮细胞增生,血管被挤变形,天狼猩红染色结果显示模型组纤维增生明显,可见染色成亮红色和绿色的Ⅰ型、Ⅲ型胶原纤维较对照组增多增粗,呈绳索样交织在一起,免疫组化结果发现α-SMA和FN蛋白在模型组的表达明显高于对照组,qPCR和Western blot结果发现,肺组织FN、COLⅠ、COLⅢ、p-Smad3、Smad3和α-SMA蛋白和mRNA表达水平均升高,E-cadherin蛋白和mRNA表达水平降低,差异均有统计学意义（P<0.05）;SB431542抑制剂组与SB431542抑制剂对照组比较,肉眼观察SB431542抑制剂组肺组织可看到肺组织呈暗红色,表面没有明显的矽结节形成,质软,HE染色结果显示肺组织结构基本完整,未见明显结节,肺泡间隔破裂,相互融合,呈肺气肿样改变,肺泡腔及细支气管腔内可见少量渗出物,电镜观察发现肺组织粉尘沉积较少、线粒体肿胀、线粒体脊少量存在、嗜锇小体和细胞质被破坏,天狼猩红染色结果显示有少量的被染成红色的Ⅰ型胶原纤维,免疫组化结果可看出α-SMA和FN蛋白表达强度降低,qPCR和Western blot结果显示,肺组织FN、COLⅠ、COLⅢ、p-Smad3、Smad3和α-SMA mRNA和蛋白表达水平均降低,E-cadherin mRNA和蛋白表达水平升高,差异均有统计学意义（P<0.05）;模型组和SB431542抑制剂对照组比较,病理学观察结果无明显区别,通过q PCR和Western blot检测各因子mRNA和蛋白表达水平差异均无统计学意义（P>0.05）。2.油红O染色结果显示,THP-1细胞由悬浮状态诱导成贴壁状态,细胞由圆形变成椭圆形,少量细胞伸出伪足,呈长梭型,细胞核被染成红色;Western blot结果显示随着染尘浓度增加,TGF-β蛋白表达量成增加趋势,与0μg/cm2比较,各浓度组TGF-β蛋白表达水平差异均有统计学意义（P<0.05）。CCK8结果显示,随着染尘剂量的增加,细胞活力呈现不同程度降低。SiO₂粉尘浓度在80μg/cm2时,细胞活力降低较为明显。Transwell共培养结果显示,与对照组比较,模型组Smad3、p-Smad3、α-SMA、波形蛋白（Vimentin）mRNA和蛋白表达水平均增加,E-cadherin mRNA和蛋白表达水平均降低,差异均有统计学意义（P<0.05）,与SB431542抑制剂对照组比较,SB431542抑制剂组Smad3、p-Smad3、α-SMA、Vimentin mRNA和蛋白表达水平均降低,E-cadherin mRNA和蛋白表达水平均升高,差异均有统计学意义（P<0.05）,与模型组比较,SB431542抑制剂对照组各因子mRNA和蛋白表达水平均无统计学意义（P>0.05）。结论SiO₂粉尘通过TGF-β/Smad3信号通路诱导矽肺纤维化的发生,SB431542可能通过阻断该信号通路减少细胞外基质（ECM）的沉积,抑制EMT转化过程,改变下游纤维化因子FN、COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、Vimentin和E-cadherin的表达,进而干预矽肺纤维化过程。