矽肺(silicosis)是由于在生产过程中长期吸入游离二氧化硅含量较高的粉尘所引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。卫生部公布2007年全国共诊断各类职业病14296例,其中尘肺病新病例10963例(比2006年增加2180例),死亡病例875例,晋期病例860例。在报告的10963例尘肺新病例中,煤工尘肺和矽肺占89.37%,分别为5351例和4447例。尘肺新病例数占职业病报告总例数的比例较2006年提高了0.44个百分点,达76.69%。因此,尘肺病依然是我国危害最严重的职业病,发病形势依然严峻。研究表明,我国每年仅因尘肺病造成的直接经济损失可达140多亿元,因新增尘肺病例造成的经济损失以每年6亿元的速度增加。虽然科学家们的长期探索已使人类对矽肺的发病机制有了相当的了解,但因其发病机制十分复杂,尚没有一种学说能解释所有的现象。直至目前,矽肺仍无早期诊断的特异性标志物,也无特异性的治疗药物和方法。我国防治矽肺的药物主要有克矽平、磷酸喹哌、羟基喹哌、汉防己甲素、柠檬酸铝、矽肺宁及某些中药等,但大多有一定的毒副作用。因此,研究矽肺早期发病机制,及寻找一种安全有效、毒副作用小的新型抗纤维化药物成为急需解决的问题。研究目的采用比较蛋白质组学的方法分析染矽尘大鼠早期肺组织蛋白质表达谱的变化,并初步对差异蛋白的功能进行探讨,以期从蛋白水平上揭示矽肺发生及中药(手掌参)干预后的分子机制。研究方法随机将雄性Wistar大鼠分为三组,即对照组、染矽尘组和手掌参治疗组,每组40只。气管暴露法建立染矽尘大鼠模型。建模后第2天,手掌参治疗组按手掌参提取物0.8g/100g的量给予,每天灌胃;对照组、染矽尘组给予蒸馏水2ml,每天灌胃,直至将动物处死。以建模术时为0d记,模型建立后7d、14d、21d、28d和60d的5个时间点各组分别取8只大鼠处死,并将肺组织迅速用液氮保存待用。HE染色和天狼猩红染色法分别观察矽肺结节和Ⅰ、Ⅲ型胶原。选取14d作为染矽尘早期的具体时间点,每组取4只动物,提取肺组织总蛋白,采用双向电泳(2-DE)结合基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析鉴定差异蛋白,并用免疫印迹法(western blot)对差异蛋白进行验证。研究结果1. HE染色法证实气管暴露注入二氧化硅粉尘悬液成功建立了大鼠矽肺模型。2.本次实验共鉴定出6种差异表达蛋白,与对照组相比,组织蛋白酶D前体、硫氧还蛋白过氧化物酶-1(peroxiredoxin-1)、热休克71kDa同源蛋白(HSP7C)、不均一核糖核酸核蛋白A3(hnRNPA3)、表皮脂肪酸结合蛋白(E-FABP)在染矽尘组中表达上调,SEC14类蛋白3表达下调。用western blot方法对peroxiredoxin-1进行验证,与双向电泳上调的结果一致。3.手掌参醇提取物对矽肺有逆转作用的相关差异蛋白有组织蛋白酶D前体、SEC14类蛋白3和peroxiredoxin-1。用western blot方法对peroxiredoxin-1进行验证,与双向电泳结果一致。研究结论1.本次实验成功建立了染矽尘大鼠比较蛋白质组学研究方法,发现了六种存在差异表达的蛋白质,主要涉及氧化应激、细胞信号传导、细胞凋亡等方面。2.手掌参醇提取物成分复杂,活性并不单一,可能多环节干预纤维化的形成,而组织蛋白酶D前体、peroxiredoxin-1和SEC14类蛋白3可能是其作用的靶点蛋白,作用机制可能是:(1)抗自由基;(2)抗凋亡;(3)抗氧化。综上所述,本研究为进一步研究矽肺早期发病机制,发现手掌参作用的靶蛋白提供了基础数据和研究方向。