Nrf2-ARE信号通路在矽肺发生过程中的机制研究
发布时间：2020-06-01 20:48
【摘要】：[研究目的]研究叔丁基对苯二酚(Tertiary butylhydroquinone,tBHQ)在大鼠急性矽尘暴露中的保护效果;探讨Nrf2-ARE信号通路在大鼠急性矽尘暴露中的作用及机制[研究方法]1、叔丁基对苯二酚(tBHQ)在大鼠急性矽尘暴露中的保护效果将无特定病原体(SPF)级雄性Wistar大鼠随机分为对照组、模型组和干预组,每组32只。模型组与干预组采用一次性非暴露气管染尘法建立大鼠矽尘模型,干预组以质量分数1%的tBHQ溶液进行干预,对照组以1%的生理盐水进行干预,1次/d。各组分别于3、14、28、60d处死8只大鼠。肺组织经多聚甲醛固定后石蜡包埋,切片,并做HE染色及Masson染色观察病理学改变,用酶联免疫吸附测定(ELISA)法测定大鼠肺组织中白细胞介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、羟脯氨酸(HYP)、转化生长因子-β(TGF-β)含量,用比色法测定大鼠肺组织和血清中丙二醛(MDA)含量,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。2、Nrf2-ARE信号通路在大鼠急性矽尘暴露中的作用机制将无特定病原体(SPF)级雄性Wistar大鼠随机分为对照组、模型组和干预组,每组32只。模型组与干预组采用一次性非暴露气管染尘法建立大鼠急性矽尘模型,干预组以质量分数1%的tBHQ溶液进行干预,对照组以1%的生理盐水进行干预,1次/d。各组分别于3、14、28、60d处死8只大鼠。用免疫组织化学方法测定各组大鼠肺组织中血红素氧合酶1(heme oxygenasel,HO-1)、依赖还原型辅酶/醌氧化还原酶1(NADPH:quinone oxidoreducatasel,NQO1)、转录因子 NF-E2 相关因子(NF-E2-related factor2,Nrf2)蛋白分布;用蛋白质印迹(Westernblot)法测定各组大鼠肺组织中HO-1、NQO1、Nrf2蛋白表达;用实时定量荧光(RT-PCR)法测定各组大鼠肺组织HO-1、NQO1、Nrf2 mRNA表达水平。[研究结果]1、叔丁基对苯二酚(tBHQ)在大鼠急性矽尘暴露中的保护效果病理学研究观察:对照组肺泡结构清晰,肺泡壁较薄,肺间质有少量炎性细胞浸润,染尘第3天,模型组肺泡壁间隔增厚,肺泡腔和肺间质有炎性细胞浸润,第14天,模型组肺泡壁增厚明显,局部肺泡开始融合,炎性细胞大量浸润,第28天模型组肺泡结构遭破坏,大部分肺泡消失,巨噬细胞数量增多,第60天,模型组肺组织开始出现纤维化现象,由胶原纤维和成纤维细胞占据。与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织中IL-1含量均随时间延长而升高,模型组大鼠肺组织中IL-1含量在60d时达到最高,干预组大鼠肺组织中IL-1含量在28d时达到最高,差异具有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织中TGF-β、HYP含量均随时间延长而升高,在60d时达到最高,差异具有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织中TGF-β、HYP含量均随时间延长而升高,在60d时达到最高,差异具有统计学意义(P＜0.05);与模型组相比,各个时间点干预组IL-1、TGF-β、HYP含量均低于模型组,差异具有统计学意义(P＜0.05);TNF-α的含量在14d达到最高,但各个时间点干预组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠血清和肺组织中MDA的含量均随着时间延长而升高,差异具有统计学意义(P＜0.05);与模型组相比,各个时间点干预组血清和肺组织MDA的含量均降低,差异具有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠血清和肺组织中GSH-PX活力均随着时间延长而降低;除3d外差异均具有统计学意义(P＜0.05);与模型组相比,除3d外,干预组血清和肺组织中GSH-PX活力均高于模型组。2、Nrf2-ARE信号通路在大鼠急性矽尘暴露中的作用机制免疫组化实验发现对照组大鼠肺组织细胞HO-1、NQO1蛋白表达主要散布在细胞质中,表达较弱,Nrf2蛋白表达分布在细胞质和细胞核内;模型组、干预组大鼠肺组织细胞中HO-1、NQO1、Nrf2蛋白阳性表达增多,干预组大鼠肺组织中HO-1、NQO1、Nrf2蛋白表达比模型组数量多,表达强,Nrf2蛋白细胞核表达增强。与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织中HO-1蛋白表达均增强,随着时间延长呈增加趋势,差异有统计学意义(P＜0.05),各个时间点干预组大鼠肺组织中HO-1蛋白表达高于模型组,除14d外差异均有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组(除3d、14d外)和干预组大鼠肺组织中NQOI蛋白表达增强,随着时间延长呈增加趋势;差异有统计学意义(P＜0.05),各个时间点干预组大鼠肺组织中NQO1蛋白表达高于模型组,除14d外差异均有统计学意义(P0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织Nrf2蛋白表达增强,随着时间延长呈增加趋势,除3d外差异均有统计学意义(P＜0.05),与对照组相比,模型组和干预组细胞核中的Nrf2蛋白表达均随着时间延长升高,干预组细胞核中的Nrf2蛋白表达高于模型组;与对照组相比,模型组和干预组细胞浆中的Nrf2蛋白表达均随着时间延长降低,干预组细胞浆中的Nrf2蛋白表达弱于模型组;与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织HO-lmRNA表达水平增强,随着时间延长呈增加趋势,差异均有统计学意义(P＜0.05),各个时间点干预组大鼠肺组织中HO-lmRNA表达水平高于模型组,除3d外差异均有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织NQOlmRNA表达水平增强,随着时间延长呈增加趋势,除3d外差异均有统计学意义(P＜0.05),各个时间点干预组大鼠肺组织中NQOlmRNA表达水平高于模型组,除3d、14d外差异均有统计学意义(P＜0.05);与对照组相比,各个时间点模型组和干预组大鼠肺组织Nrf2mRNA表达水平增强,随着时间延长呈增加趋势,除3d外差异均有统计学意义(P＜0.05),各个时间点干预组大鼠肺组织中Nrf2mRNA表达水平高于模型组,除3d、60d外差异均有统计学意义(P＜0.05)。[研究结论]tBHQ的干预可以在一定程度上提高大鼠的抗氧化损伤能力,减轻急性接触矽尘的氧化应激损伤,降低肺组织IL-1、TNF-α TGF-β、HYP的含量,对于急性矽尘接触导致的肺组织炎症和纤维化具有一定的阻碍和抑制作用,其原因可能是Nrf2-ARE信号通路参与了急性矽尘暴露诱导的氧化应激损伤水平的变化,tBHQ的干预可以激活Nrf2-ARE信号通路,诱导Nrf2发生核转位,激活通路下游编码的抗氧化蛋白HO-1和NQO1的表达上调。
【图文】：
１．１各组大鼠肺组织ＨＥ染色病理学结果逡逑各个时间点对照组肺泡结构清晰，肺泡壁较薄，肺间质有少量炎性细胞浸润，见逡逑图１；染尘第３天，肺组织出现充血，水肿，模型组肺泡壁间隔增厚，肺泡腔和肺间质逡逑有炎性细胞开始增多，浸润，见图２Ａ；第１４天，模型组肺泡壁增厚明显，局部肺泡开逡逑始融合，炎性细胞大量浸润，见图２Ｂ；第２８天，模型组肺泡结构遭破坏，大部分肺泡逡逑消失，巨噬细胞数量增多，见图２Ｃ；第６０天，模型组肺组织开始出现纤维化现象，由逡逑胶原纤维和成纤维细胞占据，大量肺泡腔消失，可见纤维性结节，见图２Ｄ。千预组肺逡逑泡炎症及纤维化程度较模型组程度轻，千预第３天，肺泡壁开始增厚，有炎性细胞浸润，逡逑见图３Ａ；第１４天，干预组肺泡炎及肺泡增厚程度较模型组程度轻，见图３Ｂ；第２８天，逡逑干预组肺泡壁增厚，仍见少量肺泡，肺泡结构开始遭到破坏，见图３Ｃ；第６０天，干预逡逑组肺组织纤维化程度
各个时间点对照组肺泡结构清晰，肺泡壁较薄，肺间质有少量炎性细胞浸润，见逡逑图１；染尘第３天，肺组织出现充血，水肿，模型组肺泡壁间隔增厚，肺泡腔和肺间质逡逑有炎性细胞开始增多，浸润，见图２Ａ；第１４天，模型组肺泡壁增厚明显，局部肺泡开逡逑始融合，炎性细胞大量浸润，见图２Ｂ；第２８天，模型组肺泡结构遭破坏，大部分肺泡逡逑消失，巨噬细胞数量增多，见图２Ｃ；第６０天，模型组肺组织开始出现纤维化现象，由逡逑胶原纤维和成纤维细胞占据，大量肺泡腔消失，可见纤维性结节，见图２Ｄ。千预组肺逡逑泡炎症及纤维化程度较模型组程度轻，千预第３天，肺泡壁开始增厚，有炎性细胞浸润，逡逑见图３Ａ；第１４天，干预组肺泡炎及肺泡增厚程度较模型组程度轻，见图３Ｂ；第２８天，逡逑干预组肺泡壁增厚，仍见少量肺泡，肺泡结构开始遭到破坏，见图３Ｃ；第６０天，干预逡逑组肺组织纤维化程度，，胶原纤维较模型组轻，病变程度轻，见图３Ｄ。逡逑~栧义贤迹笨瞻鬃榇笫蠓巫橹±肀浠龋牛玻埃板义希保冲义
本文编号：2692043
【图文】：
１．１各组大鼠肺组织ＨＥ染色病理学结果逡逑各个时间点对照组肺泡结构清晰，肺泡壁较薄，肺间质有少量炎性细胞浸润，见逡逑图１；染尘第３天，肺组织出现充血，水肿，模型组肺泡壁间隔增厚，肺泡腔和肺间质逡逑有炎性细胞开始增多，浸润，见图２Ａ；第１４天，模型组肺泡壁增厚明显，局部肺泡开逡逑始融合，炎性细胞大量浸润，见图２Ｂ；第２８天，模型组肺泡结构遭破坏，大部分肺泡逡逑消失，巨噬细胞数量增多，见图２Ｃ；第６０天，模型组肺组织开始出现纤维化现象，由逡逑胶原纤维和成纤维细胞占据，大量肺泡腔消失，可见纤维性结节，见图２Ｄ。千预组肺逡逑泡炎症及纤维化程度较模型组程度轻，千预第３天，肺泡壁开始增厚，有炎性细胞浸润，逡逑见图３Ａ；第１４天，干预组肺泡炎及肺泡增厚程度较模型组程度轻，见图３Ｂ；第２８天，逡逑干预组肺泡壁增厚，仍见少量肺泡，肺泡结构开始遭到破坏，见图３Ｃ；第６０天，干预逡逑组肺组织纤维化程度
各个时间点对照组肺泡结构清晰，肺泡壁较薄，肺间质有少量炎性细胞浸润，见逡逑图１；染尘第３天，肺组织出现充血，水肿，模型组肺泡壁间隔增厚，肺泡腔和肺间质逡逑有炎性细胞开始增多，浸润，见图２Ａ；第１４天，模型组肺泡壁增厚明显，局部肺泡开逡逑始融合，炎性细胞大量浸润，见图２Ｂ；第２８天，模型组肺泡结构遭破坏，大部分肺泡逡逑消失，巨噬细胞数量增多，见图２Ｃ；第６０天，模型组肺组织开始出现纤维化现象，由逡逑胶原纤维和成纤维细胞占据，大量肺泡腔消失，可见纤维性结节，见图２Ｄ。千预组肺逡逑泡炎症及纤维化程度较模型组程度轻，千预第３天，肺泡壁开始增厚，有炎性细胞浸润，逡逑见图３Ａ；第１４天，干预组肺泡炎及肺泡增厚程度较模型组程度轻，见图３Ｂ；第２８天，逡逑干预组肺泡壁增厚，仍见少量肺泡，肺泡结构开始遭到破坏，见图３Ｃ；第６０天，干预逡逑组肺组织纤维化程度，，胶原纤维较模型组轻，病变程度轻，见图３Ｄ。逡逑~栧义贤迹笨瞻鬃榇笫蠓巫橹±肀浠龋牛玻埃板义希保冲义
本文编号：2692043
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