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目前人们认为各种病因致肺纤维化的发病机制是在下呼吸道炎症反应后,出现肺实质损伤、纤维组织增殖及细胞外基质沉积。这一类疾病有许多病因未明,发病机制不清,且缺乏特效的治疗方法,伴有较高的发病率和死亡率。据国外资料统计仅特发性肺纤维化(IPF)的患病率已达到30/100000,经肺活检确诊IPF后平均生存时间是3年,仅有不到30%的IPF患者对传统治疗药物(糖皮质激素)有反应。这反映出人们目前还未全面了解慢性肺纤维化的发病机制。最近研究结果提示肺纤维化是Th2型细胞因子调控炎症反应的结果。当细胞因子平衡向Th2方向转化时就导致了肺纤维化。Th1/Th2细胞的平衡学说为我们探索肺纤维化的发生、发展机制开辟了一条新的研究途径。 白细胞介素(IL)13是一种由Th2细胞分泌的一种多效能免疫调节性细胞因子,具有促进机体对病原体产生体液免疫,刺激B细胞增殖及IgE抗体产生等作用。近几年的研究表明IL-13是调控肺纤维化的主要Th2型细胞因子,IL-13抑制剂能治疗Th2占主导炎症反应的组织纤维化。气管内一次性给予博莱霉素致肺纤维化大鼠模型,因其肺内发生的炎症反应以及随之而来的纤维化病理过程与人类特发性间质性肺炎(IIP)相似,而成为研究肺纤维化的经典模型。有研究表明:博莱霉素致肺纤维化的机制是Th2型细胞因子调控了肺内炎症反应的结果。国外学者通过建立博莱霉素致肺纤维化大鼠模型,利用RT-PCR方法发现肺组织IL-13mRNA水平较对照组显著增加,IFN-γmRNA水平明显下降。 综上所述,以肺纤维化患者及博莱霉素致肺纤维化大鼠模型为研究对象,探讨IL-13对肺纤维化的发生、发展作用机制,观察重组IL-13对成纤维细胞增殖及合成胶原的影响,是我们探讨的主要目标。 一、白细胞介素13在博莱霉素致肺纤维化大鼠肺组织的表达及其意义 目的:以博来霉素致肺纤维化大鼠为动物模型,研究白细胞介素13(IL-13)在急性肺损伤/肺纤维化发病过程中的作用。 方法:健康雄性Wister大鼠(体重180-200克)经气管一次性灌注博来霉素(5mg/kg体重)建立急性肺损伤/肺间质纤维化模型。对照组气管内灌注无菌生理盐水。分别于给药后第1、3、7、14、28天处死动物。右肺行支气管肺泡灌洗(BAL),留取支气管肺泡灌洗液(BALF),计数BALF细胞总数,并用HE染色方法计数细胞分数。用免疫组织化学技术,在显微镜下计数BALF中IL一13和转化生长因子(TGF)p,免疫阳性细胞数。右肺组织匀浆后测经脯氨酸(HYP)含量。左肺组织制成石蜡切片行HE染色进行病理分析,利用原位杂交和图像分析系统测定几一13 mRNA在肺组织的表达水平。 结果:(1)BLM组在急性肺损伤期BALF细胞总数显著增高,于第3天达到高峰。肺泡巨噬细胞(AM)在第3天时降至最低值,中性粒细胞(PMN)、淋巴细胞和嗜酸细胞百分比增加,其中BLM第3天时中性粒细胞百分比达到高峰。(2)肺组织HE染色显示BLM第7天肺泡腔内有大量炎性细胞浸润,第28天时肺泡结构破坏,出现斑片状纤维组织灶。(3)BLM第14天时HYP含量较盐水组显著增加,第28天时达高峰。(4)IL一13,TGFpl在BALF中的巨噬细胞、嗜酸细胞及淋巴细胞上均有表达,在博来霉素组表达增强。其中BLM第7天时IL一13、TGFp;表达阳性的AM百分数最高,而且两者阳性细胞百分数呈正相关(r二0.86,p<0.05)。(5)IL-13mRNA盐水对照组大鼠肺组织有弱表达,在BLM组表达增强,其中在第7天时在AM表达达高峰,在肺间质细胞的表达则是第28天达高峰。 结论:(1)IL一13与肺纤维化关系密切,IL一13在急性肺损伤期主要来源于AM,在炎症修复阶段主要来自于肺内间质细胞。说明AM和肺内间质细胞可能通过分泌IL一13在肺纤维化发生、发展方面发挥着重要作用。IL一13可能通过TGFp;途径发挥致肺纤维化作用。 二、重组白细胞介素13对成纤维细胞增殖及合成胶原的影响 目的:观察重组白细胞介素13(dL一13)对MH3竹细胞的作用影响,进一步探索肺纤维化的发病机制。方法:NIH3竹细胞分为实验组和对照组,分别加人dL一13(80ng/而)及DMEM培养液,分别作用24h、48h,利用透射电镜观察成纤维细胞的超微结构,利用Hoechst试剂盒观察细胞DNA形态变化;利用MTr法测细胞增殖率;服stem blotting技术检测IL-13对成纤维细胞分泌I型胶原的影响以及利用放免法检测细胞培养上清中IL一6、IL一8水平的变化。 结果:rIL一13呈剂量依赖方式刺激成纤维细胞生长。经dL一13(80n扩血)孵育的细胞,细胞核增大,DNA合成增加,细胞浆中可见较多核糖体及线粒体。实验组24h、48h细胞增殖率增加,与对照组比较差异显著(P<0·05)。利用Westem blotting及图像分析系统显示实验组分泌J型胶原的量显著大于对照组(P<0.01)。细胞培养上清中,实验组IL一6、IL一8含量显著高于对照组(P<0.001)。 结论:dL一13通过促进成纤维细胞增殖及分泌炎性细胞因子和I型胶原,在肺纤维化的发病机制中发挥着关键作用。 三、特发性肺纤维化患者支气管肺泡灌洗液中白细胞介素13的水平及意义 目的:探讨特发性肺纤维化(IPF)患者肺泡灌洗液(BALF)和