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肺血管丛样病变是重度肺动脉高压(PAH)病人的特异性病变,该病变主要发生在肺小动脉分叉处,由内皮样细胞和肌成纤维细胞等多种细胞混合构成“肾小球”样结构阻塞在血管腔内,病变血管周围通常伴有不同程度的炎性细胞浸润。肉鸡对PAH高度易感,并可形成与PAH病人相似的丛样病变。内皮祖细胞(EPCs)是内皮细胞的前体细胞,在血管修复机制中发挥重要作用。本研究旨在揭示EPCs与肉鸡丛样病变形成之间的关系,并探索炎症反应在这一过程中的作用。 实验一:EPCs与肺血管丛样病变的关系研究。1日龄肉鸡常规饲养至6周龄,每周随机选取至少6只扑杀,采集心脏,分离右心室和左心室,计算右心/全心比(RV/TV);采集右肺相同部位肺组织,常规石蜡切片,H·E染色,观察肺血管丛样病变的形成情况,并计算丛样病变密度;采用免疫组化法鉴定EPCs;采用免疫组化法结合病理图像分析,检测每张肺组织切片中与丛样病变相对应的来源血管中CD133和CD31的表达,并随机挑选正常血管作为对照。结果:RV/TV值显示所有参试肉鸡均未形成PAH;在各年龄阶段肉鸡中均可观察到丛样病变;丛样病变呈动态发展,幼稚丛样病变主要由上皮样细胞构成,成熟病变则由泡沫样巨噬细胞、肌成纤维细胞和结缔组织基质构成;肺组织中丛样病变密度在前3周内呈年龄依赖性下降,至第4周龄时显著升高,此后逐渐下降,提示4周龄肉鸡肺组织中有新的丛样病变形成;免疫组化染色结果显示,幼稚丛样病变中的上皮样细胞主要为EPCs(CD133+/VEGFR-2+),但成熟病变中的巨噬细胞亦呈CD133和VEGFR-2强阳性染色,提示病变形成过程中存在EPCs向巨噬细胞分化现象。丛样病变来源血管内皮中CD133表达较正常血管显著上升(P<0.001),但CD31的表达显著下降(P<0.001)。上述结果提示:肺血管丛样病变的形成与EPCs向内皮细胞分化障碍有关,EPCs向巨噬细胞分化可能是导致其失去血管修复能力并最终促进丛样病变形成的重要原因。 实验二:肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在肺血管丛样病变形成中的作用及机制研究。方法:选择14日龄临床健康肉鸡12只,随机分为试验组和对照组。试验组于气管内滴注100μL浓度为5μg/mL的TNF-α,3d后再采用相同的方法滴注1次,对照组滴注相同剂量生理盐水。于最后一次给药3d后扑杀肉鸡,采集右肺下1/3部分制作连续石蜡切片,计数丛样病变数量并计算病变密度;采用免疫组化法鉴定EPCs(CD133+/VEGFR-2+)和巨噬细胞(KUL01+细胞)。分离肉鸡外周血单个核细胞,采用血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)和胰岛素样生长因子(IGF)联合诱导细胞向EPCs分化。培养至第4d时,在培养基中分别加入终浓度为10、50和100ng/mL的重组TNF-α刺激细胞,以正常培养的细胞为对照。分别于刺激后第3、6和9d,采用Dil-ac-LDL/FITC-UEA-1荧光双染法鉴定EPC表型;采用Boyden小室法检测细胞迁移能力;采用MTT法检测细胞增殖能力;采用qPCR法检测培养物中EPCs标志CD133和VEGFR-2、内皮细胞标志CD31和巨噬细胞标志CD44mRNA的表达。结果显示,外源性给予TNF-α可显著促进肺血管丛样病变形成(P<0.05);幼稚丛样病变中的细胞呈CD133、VEGFR-2和KUL01阳性。TNF-α(10-100ng/mL)作用6-9d后,Dil-ac-LDL/FITC-UEA-I双染阳性细胞百分率较对照组显著下降,提示EPCs数量减少;不同浓度TNF-α于不同作用时间点均显著抑制EPCs增殖和迁移;TNF-α(50ng/mL)刺激9d后CD44表达显著上调但CD31表达显著下调。上述结果提示,肺血管丛样病变的形成可能与炎症环境下EPCs向巨噬细胞分化有关;TNF-α可诱导EPCs向巨噬细胞分化,从而改变EPCs的功能。 综上,本研究结果表明,肺血管丛样病变的形成与EPCs向巨噬细胞分化有关,免疫炎症反应在这一过程中可能发挥重要作用。