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研究目的:近年来,研究发现抗纤维化蛋白Klotho及Wnt/β-catenin信号通路在肺纤维化发展过程中扮演重要角色,而坚持有氧运动可以延缓特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)患者的肺纤维化进展、改善患者的呼吸功能,并提高非IPF人群Klotho蛋白表达水平。因此,本实验探究4周有氧跑台运动对博来霉素致小鼠肺纤维化的治疗效果,阐述有氧运动干预对Wnt/β-catenin信号通路、Klotho蛋白及相关肺纤维化因子表达水平的影响及机制,为有氧运动改善IPF患者的肺纤维化提供更多理论依据。研究方法:采用博来霉素造小鼠肺纤维化模型,EX组与BLM+EX组小鼠接受4周有氧跑台训练。随机将52只小鼠分为4组:分别为假手术控制组(CON)、假手术运动组(EX)、博来霉素控制组(BLM)、博来霉素运动组(BLM+EX)。各组小鼠分别接受博来霉素药物与生理盐水造模14天后,对EX组与BLM+EX组小鼠进行4周有氧运动跑台训练。运动干预结束后12小时记录小鼠体重,处死小鼠后取血液样本与肺组织,并记录肺重。分析各组小鼠干预周期内的体重变化与各组之间的肺系数差异,比较各组肺病理组织学差异;分析各组小鼠血清Klotho蛋白、肺组织Wnt/β-catenin信号通路水平及Klotho等抗纤维化相关蛋白的表达变化。研究结果:1.博来霉素小鼠术后一般情况:与CON组相比,BLM组与BLM+EX组小鼠接受肺纤维化造模手术1周后体重显著下降(P<0.01,P<0.01),而CON组与EX组术后第1周体重保持稳定上升,提示气管注射博来霉素成功引起小鼠体重下降。此外,接受博来霉素注射6周后,BLM组与BLM+EX组小鼠肺系数与CON组相比显著升高(P<0.05,P<0.05),提示BLM组与BLM+EX组博来霉素药物注射成功引起肺部纤维化。2.病理组织变化:与CON组相比,BLM组小鼠肺部炎症反应显著;与CON组相比,BLM组与BLM+EX组促纤维化蛋白TGF-β1(P<0.001,P<0.001)、胶原纤维(P<0.001,P<0.001)、α-SMA(P<0.001,P<0.001)表达均显著上升。而BLM+EX组与BLM组相比肺泡结构完整性较好,TGF-β1、胶原纤维、α-SMA在肺组织表达显著均下降(P<0.001,P<0.001,P<0.001),以上结果提示博来霉素造小鼠肺纤维化模型成功,有氧运动干预有助于改善肺部纤维化的病理学改变。3.ELISA结果:与CON组相比BLM组小鼠血清Klotho蛋白含量显著下降(P<0.001)。而BLM+EX组与BLM组相比,血清Klotho蛋白水平显著升高(P<0.001),且与CON组无显著差异(P>0.05),提示运动提高了Klotho蛋白在肺纤维化小鼠循环血液中的表达。4.Western blot分析:EX组小鼠肺组织Klotho蛋白水平与CON组相比显著升高(P<0.001);BLM组小鼠肺组织Klotho与FGF23蛋白较CON组显著下降(P<0.001),与BLM组相比,BLM+EX组小鼠肺组织Klotho与FGF23蛋白显著上升(P<0.01,P<0.01),提示运动提高肺组织抗纤维化蛋白Klotho表达。BLM组肺组织Wnt1与β-catenin蛋白显著升高(P<0.001,P<0.001),提示博来霉素小鼠肺组织中的Wnt1/β-catenin信号通路活被激活。与CON组相比,EX组小鼠Wnt1与β-catenin蛋白水平显著下降(P<0.001,P<0.001);BLM+EX组与BLM组相比,BLM+EX组小鼠肺组织Wnt1与β-catenin蛋白水平显著下降(P<0.001,P<0.001),提示有氧运动可能起到抑制小鼠Wnt/β-catenin信号通路激活的作用。CON组血清Klotho与肺组织Klotho蛋白水平呈直线正相关趋势(P<0.05),即血清Klotho与肺组织Klotho蛋白的增高趋势一致。Klotho与FGF23蛋白在CON组、BLM组与BLM+EX组皆成正相关趋势(P<0.05,P<0.05,P<0.05),提示这种关联或许与Klotho蛋白和FGF23蛋白协同抗纤维化发展有关。研究结论:有氧运动可以显著改善肺纤维化小鼠病理进程,可能是通过提高博来霉素诱导的肺纤维化小鼠抗纤维化蛋白Klotho与FGF23的表达水平,降低促纤维化蛋白TGF-β1表达,并抑制Wnt1/β-catenin信号通路激活,从而对肺纤维化起延缓的作用。