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胶原样结构巨噬细胞受体和上皮间质转化在矽肺发病机制中作用研究进展
矽肺是由于长期吸入游离二氧化硅(Silicon dioxide,SiO2)水平较高的粉尘所引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病.矽肺是尘肺病中为常见、进展快和危害为严重的一种病种[1].人们对于矽肺发病机制的研究长达一个多世纪,提出了近百种学说,但迄今仍无法全面解释其发病过程.近年来,粉尘与机体的交互作用受到了越来越多的关注.当SiO2粉尘进入机体后,首先与肺泡巨噬细胞(Alveolar macrophage,AM)发生作用,包括胶原样结构巨噬细胞受体(Macrophage receptor with collagenous structure,MARCO)对颗粒的识别,以及巨噬细胞对颗粒的包裹及吞噬.粉尘等外源性物质不断刺激并激活巨噬细胞,活化的巨噬细胞可发生功能改变,产生多种酶、代谢产物及细胞刺激物.
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血红素加氧酶-1对矽肺患者肺纤维化调控机制研究进展
目前对矽肺患者肺纤维化( Pulmonary fibrosis , PF)的研究已经涉及到了细胞、信号传导通路等领域[1]. 经典的抗氧化酶如超氧化物歧化酶( SOD)或谷胱甘肽过氧化物酶可以减轻肺部氧化应激的损伤,但效果不理想[2]. 随着科技的发展,人们发现了另一重要的抗氧化酶,即血红素加氧酶( Heme oxygenase , HO)-1.
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盐皮质激素受体阻断剂对SiO2诱导的肺巨噬细胞表型偏移的调节
目的:研究盐皮质受体阻断剂螺内酯(spirolactone,SPI)对二氧化硅(SiO2)诱导的肺巨噬细胞表型偏移的影响.方法:将60只C57BL/6小鼠随机分为生理盐水(NS)组、SiO2组、SPI治疗组(SiO2+ SPI组)及溶剂对照组(SiO2+NS组),经口咽吸入SiO2悬浊液(40 mg/kg)建立矽肺模型,对照组给予等量生理盐水,SiO2+ SPI组在造模后每天经口灌胃给予SPI(10 mg·kg-1·d-1),SiO2+NS组以相同方式给予等量生理盐水.造模后3d、14d、28 d取材,进行肺泡灌洗,取灌洗液细胞进行定量、分类计数及流式细胞术分析,右下肺叶用酶解法制成单细胞悬液行流式细胞术分析.结果:与SiO2组相比,SPI治疗可以明显降低SiO2干预后3d、14 d支气管肺泡灌洗液总细胞数及巨噬细胞、中性粒细胞及淋巴细胞数.SiO2干预后14 d、28 d,肺泡巨噬细胞和间质巨噬细胞由M1表型向M2表型偏移,SPI治疗可以有效逆转SiO2诱导的巨噬细胞表型偏移.结论:SPI可以减轻SiO2导致的肺泡炎症细胞浸润,可能是通过逆转SiO2诱导的巨噬细胞表型偏移实现的.
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二氧化硅诱导肝癌周围肝纤维化的实验研究进展
肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界范围内第五大常见消化系统恶性肿瘤,占我国原发性肝癌的90%以上,HCC早期症状轻,往往是在深究后的无意发现,患者主动就诊而出现者很少.
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SiO2与超液化碘油联合诱导的小鼠肝脏纤维化模型
目的:探讨建立小鼠肝脏局部纤维化动物模型的方法及其可能机制.方法:C57BL/6J小鼠24只随机分成3组:实验对照组(生理盐水)、碘油组(超液化碘油)、混和液组[超液化碘油+二氧化硅(SiO2)],分别用生理盐水、超液化碘油及混和液各0.2 mL局部注射小鼠右肝,3个月后观察注射局部病理变化,并比较变性坏死、纤维化及细胞和纤维化结节的面积差异,测量血清免疫球蛋白M(IgM)的变化.结果:3组注射局部肉眼观察无明显差别;HE染色镜下观察,3组小鼠注射局部变性坏死面积不同,其中混和液组引起局部变性坏死面积大(P＜0.01);混和液组与碘油组两两比较变性坏死面积无显著差异(P＞0.05);在混和液组可见肝脏组织局部的巨噬细胞结节和纤维细胞增生,局部纤维细胞增生较碘油组有显著差异(P＜0.05);Masson染色法观察,在混合液组局部胶原纤维形成显著增多,占观察局部面积的10.8%±1.7%(P＜0.01);而碘油组和对照组分别为4.8%±1.1%、2.3%±0.7%;3组小鼠血清IgM水平有差异(P＜0.01),其中,混合液组高[(314.7±10.7)mg/L].结论:SiO2与超液化碘油联合应用可以选择性诱导小鼠肝脏纤维化,同时伴发体液免疫因子IgM的显著升高.
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壳聚糖/二氧化硅/羟基磷灰石杂化材料的体内反应性研究
目的 分析壳聚糖/二氧化硅(CS-SiO2)及壳聚糖/二氧化硅/羟基磷灰石(CS-SiO2-HA)杂化材料的体内反应性. 方法 分别将CS-SiO2和CS-SiO2-HA杂化材料植入C57BL/6小鼠腓肠肌内,设置对照组(腓肠肌钝性分离后直接缝合),分别于植入术后14、28、42、56d摘取包含植入物的腓肠肌,冰冻切片,HE染色及免疫荧光观察材料诱发的局部炎症、肌纤维性坏死与再生. 结果 组织学观察可见,肌内植入初期(14 d),CS-SiO2及CS-SiO2-HA杂化物均诱发炎症细胞渗出,以CS-SiO2-HA组的炎性渗出更为显著.28 d后渗出细胞数量开始下降;56 d时,CS-SiO2组的肌内炎症反应几乎消失,但CS-SiO2-HA仍可见少量渗出.免疫荧光的检测进一步证实,CS-SiO2-HA杂化物较CS-SiO2导致更为严重的肌纤维坏死,所触发的单核/巨噬细胞等炎性渗出范围更广、持续时间久.CS-SiO2及CS-SiO2-HA杂化物移植2月后,肌内炎症基本消失,肌纤维修复完成. 结论 CS-SiO22-HA和CS-SiO2杂化材料在体内均可诱发短期、局部的炎症反应,CS-SiO2的体内相容性优于CS-SiO2-HA杂化物.
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SiO2表面接枝PMMA对齿科材料性能改进的研究
目的 通过硅烷偶联剂KH-570处理SiO2纳米粒子,向其表面引入双键使其功能化,采用乳液聚合的方法在SiO2纳米粒子表面进行接枝聚合,实现高分子对SiO2纳米粒子的表面包覆处理,制得PMMA-KH-570-SiO2纳米复合材料,采用FTIR对SiO2纳米粒子表面结构进行了表征研究,并且测定了它的多种机械性能,与表面处理过的SiO2纳米粒子直接分散至PMMA乳液中制得的复合材料、未添加任何增强物质的空白组进行比较,探索一种能够提高SiO2在基体中的分散性,为义齿复合材料的研究和开发提供理论依据和参考.方法 1.将偶联剂KH-570处理过的SiO2纳米粒子与PMMA通过接枝共聚,得到预聚体经热熔成型制得实验组的标准试件.2.将KH-570处理过的SiO2纳米粒子直接分散至PMMA乳液中,经热熔成型制得对照组的标准试件.3.利用实验室方法制得PMMA,制成空白组1的标准试件.4.将临床牙托粉制成空白组2的标准试件.5.对表面改性后的SiO2纳米粒子进行FTIR测试表征.6.对接枝PMMA后的纳米复合物进行FTIR测试表征.7.对四种标准试件进行机械性能测试,通过对比四种不同材料机械性能,并结合相关文献,对偶联剂进行SiO2纳米粒子表面改性以及接枝PMMA的作用和机理进行了分析和论述. 结果 1.FTIR:FTIR证明了在SiO2表面成功地键合了偶联剂KH-570,并在此基础上接枝了大分子PMMA,实现了对SiO2纳米粒子表面的改性,使其在PMMA中的分散性加强.2.试件断口通过扫描电镜的观测,初步达到纳米级的分散.3.挠曲实验和弹性模量实验表明接枝后的纳米复合材料力学性能比空白组1提高了98.7%,比空白组2提高约10.4%. 结论 1.用偶联剂KH-570对SiO2纳米粒子进行表面改性是有效的、可行的,偶联剂已与SiO2表面发生了化学反应,使SiO2纳米粒子在PMMA中的分散性提高.2.经KH-570处理过的SiO2纳米粒子可以与PMMA接枝共聚,由此制得的纳米复合材料可进一步提高义齿人造牙的强度和韧度.3.初步制得的P(MMA-KH-570-SiO2)纳米复合物虽比实验室制得的PMMA在分散性,力学性能上有大幅的提高,但对比临床所用的牙托粉,提高有限.究其原因可能在工艺上不够完善.今后还要进一步改善工艺,力求对比临床用牙托粉也有较大提高.
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小鼠肝脏局部纤维化的实验性研究
目的:探讨二氧化硅(SiO2)致小鼠肝脏局部纤维化的方法及其可能的机制.方法:C57BL/6J小鼠24只随机分成实验对照组(生理盐水)、碘油组(超液化碘油)、混和液组(超液化碘油+SiO2),分别用生理盐水、超液化碘油及混和液各0.2 mL局部注射小鼠右肝,3个月后观察注射局部病理变化并分别统计比较变性坏死、纤维化及巨噬细胞和纤维化结节的面积差异,测量血清免疫球蛋白G(IgG)、血清免疫球蛋白M(IgM)变化.结果:3组动物注射局部处肉眼观察无明显差别;镜下观察,3组小鼠注射局部变性坏死面积不同,其中混和液组引起局部变性坏死面积大(χ2=15.4,P<0.01);混和液组与碘油组两两比较变性坏死面积差异无显著性意义(Z=-0.8,P>0.05);在混和液组可见肝脏组织局部的巨噬细胞结节和纤维细胞增生,局部纤维细胞增生较碘油组差异有显著性意义(Z=-2.5,P<0.05);3组小鼠血清IgM水平均数不同(F=1 720.3,P<0.01),其中,混合液组高(314.7±10.7) mg/L.结论:SiO2与超液化碘油的联合应用可以显著地引起小鼠肝脏局部纤维细胞增生,其机制可能与体液免疫因素IgM水平的变化有关.
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二氧化硅粉尘对实验大鼠肺泡巨噬细胞的毒性效应
目的 观察二氧化硅粉尘对大鼠肺泡巨噬细胞(Ams)的毒性作用.方法 测定不同二氧化硅(SiO2)粉尘浓度培养AMs24小时以及培养不同时间的Ams上清中乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)含量,并记录不同浓度粉尘刺激Ams的死亡率.同时以二氧化钛粉尘为阴性对照.结果 巨噬细胞死亡率随粉尘浓度的增加而增加,Ams上清中LDH及MDA含量与SiO2粉尘浓度呈良好的剂量-反应关系,且与其刺激时间呈良好的时间-效应关系.结论 染SiO2粉尘的实验大鼠巨噬细胞呈现明显的毒性效应.
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二氧化硅对人支气管上皮细胞TGF-β1基因产物表达的影响分析
目的 分析人支气管上皮细胞(16HBE)在二氧化硅(SiO2)粉尘染毒后TGF-β1基因产物的表达情况,为探索矽肺新的治疗途径提供基础资料. 方法 以16HBE作为靶细胞,以灭菌SiO2粉尘配置30μg/ml及60μg/ml两种不同浓度的悬浮液(以含10%FBS的DMEM培养基定溶),以不同浓度的SiO2粉尘悬液分别培养16HBE靶细胞8h、16h、24h、32h,各做三个平行实验孔,同时,做10%FBS的DMEM空白对照;以免疫细胞化学方法检测TGF-β1基因产物的表达. 结果 在经30ug/ml及60ug/ml SiO2粉尘悬浮液培养8h、16h、24h、32h后,各实验孔16HBE细胞扫描友度值均较对照组细胞低,结果提示,16HBE细胞经SiO2粉尘染毒后TGF-β1基因产物表达增加.结论 体外实验条件下,SiO2粉尘可上调16HBE细胞TGF-β1基因产物的表达.
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二氧化硅引起巨噬细胞形态学变化和肿瘤坏死因子的表达
目的:研究不同浓度二氧化硅(SiO2)是否诱导培养的小鼠巨噬细胞RAW264.7的形态学变化和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达.方法:用不同浓度的SiO2刺激巨噬细胞后,观察其细胞的形态学改变,并用免疫细胞化学检测其TNF-α的蛋白表达.结果:与对照组相比SiO2浓度为25μg/mL时,巨噬细胞形态和TNF-α蛋白表达无明显改变(F=229.99,P＞0.05);随着SiO2浓度的增加(50～100μg/mL)巨噬细胞外形略显不规则,但仍不明显,而TNF-α蛋白表达则明显增加(P＜0.01);当SiO2浓度为150μg/mL时,细胞形态改变明显,表现为细胞突起变长,数量明显减少,胞质内颗粒增多,部分细胞开始崩解,且TNF-α蛋白表达亦明显增加(P＜0.01).结论:巨噬细胞分泌的TNF-α在硅肺的发生中可能起重要作用.
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6个厂家药用级二氧化硅的粉体学性质研究
目的:为二氧化硅在药物制剂中的应用提供参考.方法:收集6个厂家的药用级二氧化硅,对其粒子形态、粒径分布、休止角、松密度、振实密度、压缩度、含水量、吸湿率、吸水速率及300 s内的大吸水量等粉体学性质进行测定和分析比较.结果:6个厂家的样品均呈表面较光滑的圆球状,F厂家样品的颗粒为明显;粒径大小为1～100 μm;F厂家样品的休止角、松密度、振实密度和压缩度较小,而E厂家的休止角、松密度、振实密度和压缩度较大,6个厂家样品差异不大;含水量为2.766％～4.738％,6个厂家样品差异不大;吸湿率为2％～9％,F厂家样品的吸湿率较低;60 s内吸水速率较快,大吸水量为1.800～4.000 ml,其中F厂家样品的吸水速率及大吸水量明显大于其他厂家.结论:药用级二氧化硅作为助流剂、助悬剂、抗黏剂、崩解剂等与其流动性、分散性、吸水性、吸附性等性质有关.
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锌锰拮抗SiO2对中国仓鼠肺成纤维细胞DNA交联的实验研究
目的 观察葡萄糖酸锌(ZnG) 、氯化锰(MnCl2)及其二者联合作用对二氧化硅(SiO2)致中国仓鼠肺成纤维细胞(CHL)DNA交联作用的影响,寻找二者的佳剂量组合.方法 常规培养CHL,同时加入SiO2及不同浓度ZnG溶液、MnCl2溶液、ZnG+MnCl2溶液,培养2 h后收获细胞,采用溴化乙锭(EB)荧光法检测CHL DNA交联情况.结果 与SiO2组比较,ZnG与MnCl2、ZnG+MnCl2组的DNA交联率明显下降(P<0.05);ZnG+MnCl2[(1.5+0.5)μg/mL]联合作用效果好.结论 ZnG、MnCl2及两者联合应用在体外可有效减轻SiO2粉尘致CHL的DNA交联作用.
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介孔二氧化硅作为基因治疗载体的可行性研究进展
据调查，全球癌症患者的数量呈增长趋势，每年新发癌症患者达1000万，许多癌症晚期患者恐惧的并不是死亡，而是渐进性的、难以忍受的疼痛。有研究显示，70％~90％的癌症患者经历过疼痛，其中又以骨肿瘤和肿瘤骨转移导致的疼痛严重和难以控制[1-3]。目前广泛使用的镇痛药长期摄入疗法存在很多的问题，例如剂量过度的危险、依赖性、成瘾性等。如何缓解晚期癌痛成为临床上亟待解决的难题。而新的基因疗法的出现，因其靶向性高，毒性小，无成瘾、依赖等优点，为解决这个世界难题提供了新的可能。
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染矽尘大鼠MMP-9和MMP-2变化规律研究
目的 探讨染矽尘大鼠肺组织、肺泡灌洗液(BALF)和血清中基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达变化.方法 选取雄性Wistar大鼠84只随机分为实验组(100mg/ml)和生理盐水对照组,采用非气管暴露法建立大鼠矽肺模型,于染尘第3、7、14、21、28、60d处死大鼠,取肺组织并收集血清和BALF.免疫组化法检测肺组织中MMP-9和MMP-2的表达;酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清和BALF中MMP-9和MMP-2的浓度.结果 免疫组化染色结果,与对照组比较,MMP-9和MMP-2在染尘初期含量升高,且随着时间的延长呈增强趋势,分别在第14d和21d达到峰值;在染尘后期阳性表达仍较高,但与前几个时间点相比表达已减弱.ELISA结果显示,BALF和血清中MMP-9、MMP-2含量变化与肺组织中变化趋势相同,与染尘时间有相关关系(P＜0.05),均呈先上升后下降的趋势,但血清和BALF中两指标相关性差(P＞0.05).结论 MMP-9、MMP-2参与了矽肺早期炎症及后期的纤维化过程,其表达随着时间的延长呈先上升后下降的趋势.
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SiO2对肺泡巨噬细胞基质金属蛋白酶-9/基质金属蛋白酶组织抑制因子-1和肺成纤维细胞Ⅲ型胶原表达的影响
[目的]探讨SiO2能否通过肺泡巨噬细胞(AM)表达基质金属蛋白晦(MMPS) /基质金属蛋白酶机制因子(TIMPs)系统参与胶原的病理性累积.[方法]收集砂肺患者AM,分别用加入SiO2粉尘的培养液和无血清培养液培养2、6、12、18、24 h,取出细胞爬片并吸出培养上清.将HELF分为处理组、对照组和空白对照组,于6h、12 h、18 h、24 h、36 h、48 h取出细胞爬片、吸出上清.检测AM中MMP-9、TIMP-1及HELF条件培养上清中CⅢ的表达.[结果]经SiO2刺激的AM表达MMP-9增高,各点与同期对照组相比,差异有统计学意义(P < 0.05或P<0.01); 12、18、24 h TIMP-1的表达与同期对照组相比也明显增高,差异有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01),但表达较MMP-9晚且少,将处理组的MMP-9与同期的TIMP-1相比,MMP-9表达显著多于TIMP-1,差异有统计学意义(P<0.001); AM条件培养上清作用于 HELF后,可使HELF上清中CⅢ明显升高,与同期对照组相比,差异有统计学意义(P < 0.05或P< 0.01),[结论]SiO2可促使AM高表达MMP-9和TIMP-1,并通过AM的介导诱导HELF高表达CⅢ,AM通过表达MMPs/TIMPs系统在胶原的病理性累积中起到了重要作用.
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SiO2对人肺泡巨噬细胞核因子-κB表达的意义
目的:探讨二氧化硅(SiO2)对人肺泡巨噬细胞核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)表达的影响.方法:收集硅肺患者肺泡灌洗液中的肺泡巨噬细胞(AM),在体外再次染尘和无血清培养基培养3、6、12、18、24、36h,用免疫组化检测AM中NF-κB的表达.结果:处理组(AM二次染尘,S组)NF-κB的表达明显上调,并且随刺激时间不同表达量不同,于18 h达高峰.处理组NF-κB的表达在3、6、12、18、24、36 h均高于对照组(矽肺患者AM,C组).结论:SiO2可诱导AM的NF-κB的高表达,提示其在肺纤维化过程中起重要作用.
关键词： 二氧化硅 人肺泡巨噬细胞核因子-κB -
葡萄糖酸锌和硫酸镁拮抗二氧化硅细胞毒性作用的研究
目的:观察葡萄糖酸锌与硫酸镁单独及联合作用对二氧化硅致肺泡巨噬细胞丙二醛、超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶水平变化的影响,寻找二者的佳剂量组合.方法:采用大鼠肺灌洗法纯化获得肺泡巨噬细胞(1×109个/L),同时加入二氧化硅及不同浓度的葡萄糖酸锌溶液、硫酸镁溶液、葡萄糖酸锌与硫酸镁溶液,37℃,5%CO2培养箱培养18 h后,检测丙二醛、超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶含量.结果:葡萄糖酸锌与硫酸镁单独作用,以及两者联合使用都具有拮抗二氧化硅细胞毒性作用.且以1.5 mg/L葡萄糖酸锌的与2.0 μmol/L硫酸镁联合作用效果好.结论:葡萄糖酸锌与硫酸镁单独及二者联合应用在体外可有效拮抗二氧化硅粉尘的细胞毒性作用,降低肺泡巨噬细胞的丙二醛含量,升高巨噬细胞的超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶的活力,二者合用效果更佳.
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ZnG、MnCl2对SiO2致CHL细胞DNA损伤的影响
目的:观察葡萄糖酸锌(ZnG)、氯化锰(MnCl2)及其联合作用对二氧化硅(SiO2)致中国仓鼠肺成纤维细胞(CHL)DNA损伤的影响,寻找两者的佳剂量组合.方法:常规培养CHL细胞,按实验分组:①生理盐水对照组(阴性对照);②SiO2组:SiO2 100 μg/ml;③ZnG(2.25 μg/ml)组;④MnCl2(1.0 μg/ml组);⑤SiO2+ZnG组:内含100μg/ml SiO2外,ZnG 1.0μg/ml、1.5 μg/ml、2.25 μg/ml;⑥SiO2+MnCl2组:内含100 μg/ml SiO2外,MnCl2 0.25 μg/ml、0.5 μg/ml、1.0μg/ml;⑥ZnG、MnCl2联合作用组:每组内含SiO2 100μg/ml外,采用两因素三水平正交设计,ZnG+MnCl2共设9个剂量组.培养2 h后收获细胞,通过彗星试验检测CHL细胞DNA损伤情况.结果:与二氧化硅组比,葡萄糖酸锌、氯化锰可以显著减轻二氧化硅致DNA链断裂作用(P＜0.05);1.0 μg/ml ZnG与0.5 μg/ml MnCl2联合作用效果好.结论:葡萄糖酸锌、氯化锰及两者联合应用在体外可有效减轻二氧化硅粉尘致CHL细胞的DNA损伤作用.
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干扰素对二氧化硅致肺成纤维细胞激活的抑制效应
目的 探讨干扰素对二氧化硅(SiO2)刺激引起的肺成纤维细胞激活效应的抑制作用.方法 用无血清的SiO2培养基刺激巨噬细胞(AM) 24 h,离心收集培养液上清.加入干扰素使其终浓度为10 U/ml、100 U/ml、1000 U/ml,分别刺激LF;阳性对照未加干扰素；阴性对照用不含SiO2的AM上清培养肺成纤维细胞(LF).RT-PCR检测α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、Ⅰ型胶原(collagenⅠ,COLⅠ)及Ⅲ型胶原(collagenⅢ,COLⅢ)的mRNA水平；ELLSA法测定COLⅠ和COLⅢ.结果 干扰素浓度为1 000 U/ml时,α-SMA、COLⅠ和COLⅢ的转录水平为1.17±0.42、1.56±0.13和1.67±0.45,低于阳性对照组的2.97±0.68、4.10±1.42和3.30±0.46,差异有统计学意义(p＜0.01)；浓度为1 000 U/ml时,COLⅠ、COLⅢ和总蛋白分泌为1.55±0.23、2.27±0.24和2.27±0.24,低于阳性对照组3.79±0.22、3.58±0.55和4.45±0.11,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 干扰素抑制COLⅠ、COLⅢ的表达,说明其对矽尘诱导大鼠肺成纤维细胞的激活效应有抑制作用.
