消痰化瘀利窍中药组方对改善慢性间歇性低氧大鼠心肌纤维化的作用及其机制*

目的: 探讨转化生长因子-β(TGF-β)信号通路在消痰化瘀利窍中药组方(XC)对改善慢性间歇性低氧(CIH)大鼠心肌纤维化中的作用。方法: 40只SD 大鼠,随机分为常氧组(Normoxia)、常氧+中药干预组(TCMC)、慢性间歇性低氧模型组(CIH)、CIH +中药干预组(TCMC+CIH),每组10只。通过向舱内充入氮气,使舱内氧体积分数在90 s内从21%下降到9%,随后90 s再充氧气使舱内氧体积分数逐渐上升到21%为一循环建立CIH模型。CIH 与 TCMC+CIH 组大鼠置于CIH装置, Normoxia 和TCMC组大鼠置于正常氧舱。此外TCMC+CIH 与 TCMC 组大鼠于每日XC生药(24 g/kg)煎制灌胃,而 CIH 组与 Normoxia 组大鼠给予等体积生理盐水。造模结束后,天狼星红染色观察大鼠心肌间质内胶原沉积情况;Western blot 法检测大鼠心肌间质中 CollagenⅠ、Collagen Ⅲ、Fibronectin、TGF-β、p-Smad2、p-Smad3的蛋白表达水平。采用Q-PCR法检测基质金属蛋白酶2(MMP-2)和基质金属蛋白酶抑制因子 2 (TIMP-2) 的 mRNA表达水平。结果: 与正常组比较,CIH大鼠心肌组织出现明显胶原的沉积,CollagenⅠ、Collagen Ⅲ和Fibronectin蛋白表达明显增多(P均＜0.01),TGF-β、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达水平也明显增高(P均＜0.01);CIH大鼠心肌组织TIMP-2 mRNA上调导致MMP-2 mRNA明显减少(P均＜0.01)。给予XC干预后,CIH大鼠心肌组织胶原沉积明显减少,CollagenⅠ、Collagen Ⅲ和Fibronectin蛋白表达明显降低(P＜0.05,P＜ 0.01,P＜0.05);CIH大鼠心肌组织中TGF-β、p-Smad2、p-Smad3蛋白表达水平明显降低(P＜0.01,P＜0.05,P＜ 0.01)。心肌组织中TIMP-2明显基因减少致MMP-2增多(P均＜0.05)。 结论: 消痰化瘀利窍中药组方可抑制CIH大鼠心肌纤维化的形成,进而改善CIH大鼠心肌功能。其机制与该中药组方下调TGF-β/ Smad2/3信号通路及下调TIMP-2mRNA有关。     

鳖甲育肝颗粒对复合因素所致肝纤维化大鼠TGF-β1/Smads通路的影响*

目的: 探讨鳖甲育肝颗粒对复合因素所致肝纤维化大鼠的治疗作用及其对TGF-β1/Smads信号通路的影响。方法: 将SD大鼠随机分为空白对照组、模型组、秋水仙碱组、鳖甲育肝颗粒各剂量组(1.85、3.70、7.40 g/kg, n=8),通过每天灌胃5%乙醇15 ml/kg的基础及每周皮下注射40%四氯化碳2次复制大鼠肝纤维化模型,连续42 d,观测鳖甲育肝颗粒对大鼠肝功能、肝指数及其含水量、血清肝纤维化相关指标,测定TGF-β1/Smads信号通路关键蛋白及基因表达的影响。结果: 与空白对照组比较,模型组大鼠血清ALT、AST、ALP、HA、PCⅢ、C-Ⅳ、LN活性,肝组织含水量及肝指数、TGF-β1、Smad3 mRNA与Smad7 mRNA表达均显著升高(P＜0.01)。与模型组比较,秋水仙碱不同剂量鳖甲育肝颗粒干预组大鼠上述血清肝功能及肝纤维化相关指标,肝组织含水量及肝指数,TGF-β1及Smad3 mRNA表达显著下降(P＜0.01),而Smad7 mRNA表达均显著升高,(P＜0.01)。结论: 鳖甲育肝颗粒具有明显的降酶保肝、抗肝纤维化的作用,而抑制TGF-β1/Smads信号通路是其抗肝纤维化的作用机制之一。     

调节TGF-β1/Smad信号通路对内质网应激状态下肝癌HepG2细胞凋亡的影响

目的: 探讨TGF-β1/Smad信号通路对内质网应激(ERS)状态下肝癌HepG2细胞凋亡的影响机制。方法: 首先建立内质网应激模型:以3 μmol/L的衣霉素(TM)处理人肝癌HepG2细胞株24 h,诱导细胞发生ERS。实验分为6组,每组3个复孔,实验重复3次,6组分别为:Untreated组(未处理组)、TM组(3 μmol/L TM处理组)、TM+NC组(3 μmol/L TM+si-TGF-β1阴性对照组)、TM+si-TGF-β1组(3 μmol/L TM+si-TGF-β1组)、TM+pEX-3组(3 μmol/L TM+质粒对照组)及TM+TGF-β1 pEX-3组(3 μmol/L TM+TGF-β1过表达质粒组),利用脂质体的方法将TGF-β1小干扰RNA(si-TGF-β1)及TGF-β1过表达质粒(TGF-β1 pEX-3)转染入HepG2细胞,转染24 h后,利用RT-qPCR和Western blot检测各组HepG2细胞TGF-β1/Smad信号通路相关因子TGF-β1、p-Smad2表达的情况;CCK-8和流式细胞术分别检测各组HepG2细胞增殖抑制率和凋亡率变化情况。结果: 与Untreated组相比,TM组细胞的TGF-β1及p-Smad2的表达明显降低(P＜0.05);与TM组相比,TM+si-TGF-β1组细胞的TGF-β1及p-Smad2的表达和细胞的增殖抑制率、凋亡率显著降低(P＜0.01),而TM+TGF-β1 pEX-3组细胞的TGF-β1及p-Smad2的表达和细胞增殖抑制率、凋亡率显著升高(P＜0.01)。结论: TGF-β1/Smad信号通路在肝癌HepG2细胞发生ERS后受到抑制,当该通路被激活后,ERS状态下肝癌HepG2细胞的凋亡率显著升高。     

Ⅱ型肺泡上皮细胞间质转分化中的Notch-1/ Twist-1信号通路机制*

目的:通过研究Notch-1/Twist-1信号通路参与Ⅱ型肺泡上皮细胞间质转分化(EMT)作用,为阐明肺纤维化(PF)发病机制提供理论依据。方法:动物实验设对照组和博莱霉素(BLM)组(n=15)。气管注射BLM(7 500 U/kg)诱导肺纤维化大鼠模型,造模后28 d取左肺下叶固定于10%福尔马林中,进行HE、Masson及转化生长因子-β1(TGF-β1)免疫组化染色。体外培养Ⅱ型肺泡上皮细胞(RLE-6TN),细胞实验设对照(Control)组、TGF-β1(5 ng/ml)组、TGF-β1+ Notch-1 siRNA阴性对照组(NC siRNA, 100 pmol/L)和TGF-β1+Notch-1 siRNA干扰组(Notch-1 siRNA, 100 pmol/L),每组设9个复孔。细胞先用NC siRNA或Notch-1 siRNA预处理24 h,再用TGF-β1处理48 h。检测肺组织和(或)II型肺泡上皮细胞内TGF-β1、I型胶原(collagen I)、III型胶原(collagen III)、E-钙粘蛋白(E-Cadherin)、紧密连接蛋白-1(ZO-1)、波形蛋白(Vimentin)、N-钙粘蛋白(N-Cadherin)、Notch-1、Notch-1胞内域(NICD)、Hes-1和Twist-1 mRNA和(或)蛋白表达。结果:动物实验结果显示,与对照组相比,BLM组肺泡萎缩、塌陷并发生融合,肺泡间隔明显增宽,可见大量炎性细胞的浸润。肺间质胶原纤维沉积明显增多,collagen I和collagen III的表达明显增加(P＜0.01);另外,肺BLM组织中E-cadherin和ZO-1表达明显下降而Vimentin和N-cadherin的表达明显增加(P＜0.01);同时,BLM组肺组织TGF-β1、Notch-1、NICD、Hes-1和Twist-1的表达也明显上调(P＜ 0.01)。细胞实验结果显示,与Control相比,TGF-β1组Notch-1、NICD、Hes-1、Twist-1、collagen I和collagen III的表达明显升高,同时E-Cadherin和ZO-1的表达明显降低而Vimentin和N-cadherin的表达明显升高(P＜0.01)。与TGF-β1组相比,Notch-1 siRNA能够明显降低TGF-β1诱导Notch-1、NICD、Hes-1和Twist-1的表达(P＜0.05或P＜ 0.01),同时E-Cadherin和ZO-1的表达明显升高而Vimentin和N-cadherin的表达明显降低(P＜0.05或P＜0.01)。另外Notch-1 siRNA还能够明显降低TGF-β1诱导的collagen I和collagen III的表达(P＜0.05或P＜0.01)。结论:Notch-1/Twist-1信号通路参与了Ⅱ型肺泡上皮细胞EMT,可能参与了肺纤维化的发生发展。     

小剂量辣椒素抗小鼠肺纤维化的作用及其机制

目的: 观察小剂量辣椒素(Cap)抗小鼠肺纤维化的作用是否与其激动瞬时电位感受器香草酸受体1(TRPV1)有关。方法: 实验设对照(CON)组、博莱霉素(BLM)组、Cap(0.5、1、2 mg/kg)剂量组及Cap (2 mg/kg)+ TRPV1受体阻断剂SB-452533(2.5 mg/kg)剂量组,每组n=12。BLM(3.5 mg/kg)气管注射诱导肺纤维化小鼠模型。造模后连续皮下注射给药21 d。血浆降钙素基因相关肽(CGRP)浓度采用ELISA法快速测定。肺组织病理变化和胶原沉积分别采用HE染色、Masson染色和免疫组化进行检测。肺组织α-CGRP、β-CGRP、I 型胶原(collagen I)、III 型胶原(collagen III)、E钙粘蛋白(E-Cadherin)、紧密连接蛋白-1(ZO-1)、波形蛋白(Vimentin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、TRPV1、磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)和真核翻译起始因子3a(eIF3a)mRNA及蛋白表达分别采用qPCR和(或)Western blot法检测。结果: 与BLM组相比,小剂量Cap给药21 d后,病理检查发现小鼠肺纤维化明显减轻;肺组织胶原表达明显下降(P＜0.05或P＜0.01);肺泡上皮细胞上皮间质转分化(EMT)明显受到抑制(E-Cadherin和ZO-1的表达明显升高(P＜0.05或P＜0.01)而Vimentin和α-SMA的表达明显降低(P＜0.05或P＜0.01));TRPV1和CGRP表达水平明显升高(P＜0.05或P＜0.01)而ERK磷酸化水平和eIF3a表达水平明显降低(P＜0.05或P＜0.01)。但当使用TRPV1受体阻断剂阻断TRPV1后,小剂量Cap逆转肺泡EMT、改善肺纤维化的作用被显著取消,同时CGRP表达水平又明显降低(P＜0.01)而p-ERK1/2和eIF3a的表达水平又明显升高(P＜0.01)。结论: 小剂量Cap能够逆转肺泡上皮细胞EMT、缓解肺纤维化。其机制可能与其激动TRPV1、促进CGRP释放,进而抑制ERK磷酸化和下调eIF3a的表达有关。     

IL-17A对慢性阻塞性肺疾病的干预作用及其机制*

目的:探讨白细胞介素-17A(IL-17A)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的干预作用及其机制。方法:C57BL/6小鼠随机分为野生型空白对照组、野生型COPD组和IL-7A敲除COPD组,每组20只。野生型空白对照组小鼠不做任何处理,其余两组小鼠暴露于香烟烟雾(1支/次,4次/日,每次45 min,每次间隔时间为1 h,总干预时间为90 d)制作COPD模型。干预结束24 h后,利用动物肺功能检测系统测定小鼠肺功能。收集小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF),测定BALF细胞计数和分类。收集小鼠肺组织,采用流式细胞法测定气道上皮IL-17A表达水平,采用酶联免疫吸附法测定肺组织炎症因子水平。采用蛋白免疫印迹法测定小鼠肺组织JNK/AP1信号通路蛋白表达水平。结果:与野生型空白对照组小鼠比较,野生型COPD组小鼠气道上皮IL-17A表达水平明显升高,吸气峰流速(PIF)和呼气峰流速(PEF)明显降低,BALF中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞数明显升高,肺组织CXC类趋化因子1(CXCL1)、CXC类趋化因子2(CXCL2)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)表达水平明显升高,JNK、cJun和cFos磷酸化水平及AP1表达水平明显升高(P＜0.05);与野生型COPD组小鼠比较,IL-7A敲除COPD组小鼠气道上皮IL-17A表达水平明显降低,PIF和PEF明显升高,BALF中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞数明显降低,肺组织CXCL1、CXCL2、IL-1β和IL-6表达水平明显降低,JNK、cJun和cFos磷酸化水平及AP1表达水平明显降低(P＜0.05)。结论:香烟烟雾可诱导小鼠气道上皮产生IL-17A,降低(或抑制)IL-17A的产生(或表达或分泌),通过抑制JNK/AP1信号通路,减轻COPD气道炎症反应,改善COPD小鼠肺功能。     

牛磺酸上调基因1(TUG1)对肝纤维化的作用及其机制*

目的:探讨牛磺酸上调基因1(TUG1)在肝纤维化中的作用机制。方法:按照文献建立TGF-β1(5 ng/ml)刺激的活化肝星状细胞模型和经典的1%DMN(1 ml/kg/d)致大鼠肝纤维化模型,将肝纤维化大鼠和活化肝星状细胞(HSC)均分为模型对照组、阴性对照组(沉默TUG1阴性对照)、siRNA干扰组(TUG1基因沉默组)。实验结束后利用苏木精-伊红(HE)染色检测大鼠肝脏组织病理变化;采用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法、蛋白免疫印记(Western blot)分别测定大鼠肝组织及活化肝星状细胞中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、TUG1、I型胶原蛋白(collagenI)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP-1)、Smad2、Smad3表达水平。结果:肝组织病理学检查显示,沉默TUG1能够明显缓解肝脏纤维化病理改变,Western blot结果显示,沉默TUG1能够显著降低大鼠肝组织和活化肝星状细胞中TUG1、α-SMA、collagenI、MMP-2、TIMP-1、Smad2、Smad3基因与蛋白表达水平(P＜0.05)。与模型对照组相比,阴性对照组的TUG1、α-SMA的蛋白与基因水平明显升高(P＜0.05)。与模型对照组和阴性对照组相比,siRNA干扰组中TUG1, α-SMA, collagenI, MMP-2, TIMP-1, Smad2 and Smad3的蛋白和基因水平显著降低(P＜0.05),而在模型对照组和阴性对照组中TUG1, α-SMA, collagenI, MMP-2, TIMP-1, Smad2 and Smad3的蛋白和基因表达水平之间差异无显著性。结论:TUG1在肝纤维化组织和活化的肝星状细胞中显著上调,沉默TUG1可能通过抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smad信号通路改善1%DMN致大鼠肝纤维化病理损伤,降低活化肝星状细胞中纤维化相关蛋白水平,发挥抗肝纤维化的作用。     

miR-155-3p对HANK1细胞EAF1 mRNA降解速率及恶性增殖的影响*

目的:探究miR-155-3p对人NK/T细胞淋巴瘤细胞HANK1恶性行为的影响及潜在机制。方法:Targetscan数据库预测miR-155-3p的靶基因,培养对数生长期HANK1细胞,将细胞分为空白组、过表达组、对照组及干扰组,利用细胞转染技术依次转入pENTER-puro空白载体、pENTER-miR-155-3p过表达载体、GV248对照载体、GV248-miR-155-3p siRNA干扰载体。同时放线菌素D(ActD)处理各组细胞,实时荧光定量PCR技术检测各组细胞miR-155-3p、EAF1、β-catenin及c-Myc的表达水平,并分析各组细胞ActD处理后EAF1 mRNA降解速率(n=5),Western blot检测细胞EAF1、β-catenin及c-Myc蛋白表达情况(n=3),CCK-8检测细胞恶性增殖能力变化(n=5)。结果:与空白组相比,过表达组细胞miR-155-3p、β-catenin及c-Myc表达水平显著增高,EAF1表达水平降低且EAF1 mRNA半衰期缩短,细胞恶性增殖能力增强(P均＜0.05);与对照组相比,干扰组细胞miR-155-3p、β-catenin及c-Myc表达水平显著降低,EAF1表达水平升高且EAF1 mRNA半衰期延长,细胞恶性增殖能力降低(P均＜ 0.05)。结论:miR-155-3p可促进EAF1 mRNA降解及HANK1细胞恶性增殖能力。     

有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏JAK2及TGF-β1的影响

目的: 研究有氧运动和白藜芦醇对2型糖尿病大鼠肾脏Janus激酶2(JAK2)及转化生长因子-β1(TGF-β1)表达的影响,探讨运动与白藜芦醇改善糖尿病肾损伤的可能作用机制。方法: SD大鼠经5周高糖高脂饲料喂养加腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病模型后,将糖尿病大鼠随机分为糖尿病安静组(DC组),糖尿病运动组(DE组),糖尿病药物组(DR组)和糖尿病运动药物组(DER组),每组各12只,另设正常对照组(NC组)。运动组大鼠进行8周的有氧运动(跑速为20 m/min),每天运动60 min,每周运动6 d;药物组大鼠进行8周的白藜芦醇灌胃(每天45 mg/kg,7天/周)。8周末,检测血糖、24 h尿白蛋白(24 h UA)、血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)的变化;采用荧光定量PCR检测肾脏JAK2 mRNA的表达,免疫组织化学法和Western blot法检测肾脏JAK2和TGF-β1的表达。结果: 8周干预后,与NC组相比, DC组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著上升(P＜0.05),肾组织病理损伤加重,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显增加(P＜0.05)。与DC组相比,DE、DR和DER组血糖浓度、24 h UA、Scr、BUN均显著下降(P＜0.05),肾组织病理损伤减轻,肾组织TGF-β1、JAK2和JAK2 mRNA的表达均明显减少(P＜0.05),且DER组的降低更显著,与DE、DR组相比差异有显著性(P＜0.05)。结论: 有氧运动、白藜芦醇及联合干预可能通过下调肾脏JAK2 mRNA表达,抑制JAK2蛋白的合成,使TGF-β1表达减少,从而改善糖尿病大鼠肾脏损伤的病理性变化。有氧运动联合白藜芦醇干预减轻肾脏病理损伤的效果优于单一的有氧运动或白藜芦醇干预。     

人脐带间充质干细胞缓解马兜铃酸诱导小鼠肾纤维化的作用及机制

该实验探究了人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cell, hucMSC)缓解马兜铃酸(aristolochic acid, AA)诱导小鼠肾纤维化的作用及可能机制。我们将huc-MSC经尾静脉注射干预AA诱导的肾纤维化小鼠模型。HE、PAS和Masson染色观察肾脏形态变化, Western blot和免疫组化检测上皮间质转化相关标志物E-cadherin、N-cadherin和TGF-β/Smad信号通路蛋白TGF-β1和p-Smad2/3表达水平。组织形态学染色结果显示, AA可诱导小鼠出现肾小管扩张、结构破坏,肾间质区胶原纤维沉积,呈纤维化改变; Western blot和免疫组化结果显示,其E-cadherin表达降低,N-cadherin、TGF-β1及p-Smad2/3表达增高。huc-MSC干预后,肾脏形态明显改善,胶原纤维沉积减少,E-cadherin表达增高, N-cadherin、TGF-β1及p-Smad2/3表达受到降低。研究结果表明, huc-MSC能够通过抑制TGF-β/Smad信号通路减轻肾脏上皮间质转化,从而缓解马兜铃酸诱导的小鼠肾纤维化。     

柔木丹改善小鼠肝纤维化的TGF-β1/Smad4信号通路机制*

目的:探讨柔木丹(RMD)对改善CCl₄诱导的小鼠肝纤维化的TGF-β1/果蝇抗生物皮肤生长因子蛋白家族4号因子(Smad4)信号通路机制。方法:雄性BALB/c小鼠随机分为空白对照组、模型组、RMD治疗组(n=11)。腹腔注射CCl₄诱导小鼠肝纤维化模型,模型及RMD治疗组小鼠腹腔注射20 % CCl₄(CCl₄∶橄榄油=1∶4),注射量为2.5 ml/kg,空白对照组以同样方法注射等量橄榄油,每周2次;第2周起调整模型及RMD治疗组小鼠CCl₄腹腔注射量为5 ml/kg(空白对照组注射等量橄榄油),每周2次。成模后,RMD治疗组小鼠使用RMD灌胃给药(6.2 g/(kg·d);空白对照组、模型组使用等量的水灌胃),模型及RMD治疗组小鼠继续腹腔注射20 % CCl₄,注射量为1.5 ml/kg(空白对照组注射等量橄榄油),每周1次,持续3 周。采取各组小鼠血清样本检测谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性;采取各组小鼠肝组织样本使用HE、Masson、原位杂交、免疫组织化学染色、Western blot、Q-PCR等方法进行检测。结果:与正常组相比,CCl₄造模5 周后,模型组小鼠肝脏纤维化病理特征明显。与模型组相比,RMD治疗3 周,治疗组小鼠肝组织病理学改变减轻,小鼠的肝脏指数(P＜0.01)、血清中的ALT(P＜ 0.01)、AST(P＜0.01)活性、肝组织中羟脯氨酸的含量(P＜0.05)均降低;Ⅰ型胶原(Collagen Ⅰ,P＜0.01)、Ⅲ型胶原(Collagen Ⅲ,P＜0.01)表达减少,胶原沉积减少;肝组织中TGF-β1(P＜0.05)和α-SMA(P＜0.05)表达均降低;肝组织中Smad4阳性表达区域缩小、表达强度降低。结论:RMD通过抑制TGF-β1/Smad4通路信号转导,减少胶原沉积,进而发挥抗小鼠肝纤维化的作用。     

Autophagy links β-catenin and Smad signaling to promote epithelial-mesenchymal transition via upregulation of integrin linked kinase

TGF-β1 induces epithelial-mesenchymal transition (EMT) and autophagy in a variety of cells. However, the role of autophagy in TGF-β1-induced EMT has not been clearly elucidated and the underlying mechanisms are unclear. In the present study, we found that TGF-β1 induced both autophagy and EMT in mouse tubular epithelial C1.1 cells. Inhibition of autophagy by 3-methyladenine or siRNA knockdown of Beclin 1 reduced TGF-β1-induced increase of vimentin and decreased E-cadherin expression. In contrast, rapamycin-associated enhancement of TGF-β1-induced autophagy increased EMT of C1.1 cells. Serum rescue inhibited autophagy followed by reversal of EMT. Blocking of autophagosome-lysosomal but not proteosomal degradation reduced the decrease of E-cadherin, demonstrating a role for autophagy in degradation of E-cadherin during EMT. Autophagy promoted the activation of Src and Src-associated phosphorylation of β-catenin at Y-654 leading to pY654-β-catenin/p-Smad2 complex formation. Chromatin immunoprecipitation assay demonstrated binding by the pY654-β-catenin/p-Smad2 complex to ILK promoter thus increasing ILK expression. Taken together, our results demonstrate that TGF-β1-induced autophagy links β-catenin and Smad signaling to promote EMT in C1.1 cells through a novel pY654-β-catenin/p-Smad2/ILK pathway. The pathway delineated links disruption of E-cadherin/β-catenin-mediated cell–cell contact to induction of EMT via upregulation of ILK.     

GW501516对低氧条件下肺动脉平滑肌细胞增殖的作用及其机制*

目的: 观察过氧化物酶体增殖物激活受体δ(PPARδ)激动剂GW501516对低氧原代大鼠肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)增殖的影响,并探讨其可能机制,为低氧肺血管重构的防治寻找新靶点。方法: 对照组PASMCs采用21%氧气培养,低氧组采用 3％氧气诱导PASMCs增殖,通过不同浓度的GW501516(10、30、100 nmol/L)低氧条件下孵育PASMCs 12、24、48 h筛选GW501516抑制低氧PASMCs增殖的最适浓度;选择100 nmol/L GW501516和(或)蛋白激酶B(AKT)激动剂SC79在低氧条件下孵育PASMCs 24 h,探讨GW501516抑制PASMCs增殖可能机制,通过CCK-8与BrdU试剂盒检测细胞增殖与DNA的合成,流式细胞仪分析细胞周期,实时定量PCR(RT-PCR)检测细胞周期蛋白(Cyclin)D1,细胞周期蛋白激酶抑制蛋白p27(p27)mRNA的表达,Western blot检测PPARδ、总的和磷酸化蛋白激酶B(AKT)与糖原合酶激酶3β(GSK3β)的表达。结果: 与低氧组相比,不同浓度的GW501516(10、30、100 nmol/L)干预12、24、48 h后能够抑制低氧条件下PASMCs增殖与DNA的合成,且100 nmol/L GW501516抑制作用最强(P＜0.05或P＜0.01);与对照组相比,100 nmol/L GW501516干预PASMCs 24 h能够显著上调PPARδ的表达,而低氧可显著下调PPARδ的表达(P＜0.01);与低氧组相比,100 nmol/L GW501516干预24 h后能够显著抑制PASMCs增殖与DNA的合成(P＜0.01),增加处于G0/G1期的PASMCs比例,明显减少S期和G2/M期的PASMCs比例(P＜0.05 或P＜0.01),显著抑制Cyclin D1 mRNA的表达并促进p27 mRNA的表达(P＜ 0.01),显著抑制AKT与GSK3β磷酸化(P＜0.01),而与100 nmol/L GW501516低氧组相比,AKT激动剂SC79能够逆转100 nmol/L GW501516 上述作用(P＜0.05或P＜0.01)。结论: GW501516通过抑制AKT/GSK3β信号通路抑制低氧条件下PASMCs增殖。     

Mesenchymal stem cells ameliorate silica-induced pulmonary fibrosis by inhibition of inflammation and epithelial-mesenchymal transition

Silicosis is a devastating occupational disease caused by long-term inhalation of silica particles, inducing irreversible lung damage and affecting lung function, without effective treatment. Mesenchymal stem cells (MSCs) are a heterogeneous subset of adult stem cells that exhibit excellent self-renewal capacity, multi-lineage differentiation potential and immunomodulatory properties. The aim of this study was to explore the effect of bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) in a silica-induced rat model of pulmonary fibrosis. The rats were treated with BMSCs on days 14, 28 and 42 after perfusion with silica. Histological examination and hydroxyproline assays showed that BMSCs alleviated silica-induced pulmonary fibrosis in rats. Results from ELISA and qRT-PCR indicated that BMSCs inhibited the expression of inflammatory cytokines TNF-α, IL-1β and IL-6 in lung tissues and bronchoalveolar lavage fluid of rats exposed to silica particles. We also performed qRT-PCR, Western blot and immunohistochemistry to examine epithelial-mesenchymal transition (EMT)–related indicators and demonstrated that BMSCs up-regulate E-cadherin and down-regulate vimentin and extracellular matrix (ECM) components such as fibronectin and collagen Ⅰ. Additionally, BMSCs inhibited the silica-induced increase in TGF-β1, p-Smad2 and p-Smad3 and decrease in Smad7. These results suggested that BMSCs can inhibit inflammation and reverse EMT through the inhibition of the TGF-β/Smad signalling pathway to exhibit an anti-fibrotic effect in the rat silicosis model. Our study provides a new and meaningful perspective for silicosis treatment strategies.