乳酸-转化生长因子-β1途径促进肺成纤维细胞活化介导机械通气相关性肺纤维化的机制研究

目的探讨机械通气促进肺成纤维细胞活化及肺纤维化的机制,明确乳酸-转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)途径在该过程中的作用。方法①将C57BL/6小鼠采用随机数字表法分为假手术组(Sham组)和机械通气组(MV组),每组12只,其中Sham组仅行麻醉插管处理并保持自主呼吸,MV组采用20 ml/kg潮气量和70次/min通气频率行单次2 h机械通气,观察7 d后取材。采用H-E染色、Masson染色观察肺组织的损伤程度和纤维化程度,采用Western blot法检测肺组织Ⅰ型胶原蛋白α1链(collagen typeⅠalpha 1 chain,COL1A1)、α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和TGF-β1的蛋白表达情况,采用比色法检测小鼠肺泡灌洗液(bronchial alveolar lavage fluid,BALF)和血清的乳酸浓度。②将人胚肺成纤维细胞MRC-5采用随机数字表法分为4组(每组3个孔):PBS对照组(Con组)、1 mmol/L乳酸组(Lac1组)、10 mmol/L乳酸组(Lac_(10)组)和20 mmol/L乳酸组(Lac_(20)组),于乳酸刺激MRC-5细胞24 h后采用ELISA法检测细胞培养上清液中TGF-β1含量,同时采用细胞免疫荧光观察α-SMA的表达情况;于乳酸刺激MRC-5细胞72 h后采用Western blot法检测不同分组细胞COL1A1和α-SMA的表达情况,并通过ELISA法检测细胞培养上清液Ⅰ型前胶原羧基肽(procollagen type I carboxyl peptide,PICP)的含量变化。③另取MRC-5细胞采用随机数字表法分为3组(每组3个孔):PBS对照组(Con组)、20 mmol/L乳酸组(Lac_(20)组)和20 mmol/L乳酸+TGF-β1受体抑制剂(SB431542)组(Lac_(20)+SB组),处理24 h后采用Western blot法检测不同分组细胞COL1A1和α-SMA的表达情况。结果①与Sham组比较,MV组小鼠肺泡间隔增厚、胶原蛋白沉积、肺纤维化程度加重,伴有COL1A1、α-SMA和TGF-β1表达水平升高(P<0.05),血清和BALF乳酸浓度升高(P<0.05)。②与Con组比较,Lac_(10)组和Lac_(20)组细胞培养上清液中TGF-β1、PICP含量升高(P<0.05),细胞中COL1A1和α-SMA表达水平升高(P<0.05),免疫荧光观察到α-SMA在细胞内表达增多(P>0.05)。③与Lac_(20)组比较,Lac_(20)+SB组细胞COL1A1和α-SMA表达水平降低(P<0.05)。结论机械通气可以通过乳酸-TGF-β1途径活化肺成纤维细胞,引起胶原蛋白分泌,促进机械通气相关性肺纤维化进程。