激活素受体样激酶5在肺间质纤维化发生发展过程中的表达

【摘要】：背景:肺纤维化疾病/间质性肺疾病是诸多常见慢性肺部疾病发展的共同结局,其死亡率高,已严重威胁到了人类的健康和生命。由于其发病机制尚未明确,至今仍缺乏行之有效的治疗方法。尽管肺组织已形成的纤维化具有不可逆转的特性,但是肺间质纤维化过程本身却是一个慢性、进行性的病理过程。转化生长因子-β( Transforming growth factor-β, TGF-β)是目前公认的、导致多器官及组织纤维化的关键细胞因子,它在脏器纤维化发生发展过程中的作用和机制一直备受瞩目。探索TGF-β及其相关受体与肺间质纤维化发病的分子机制以及新干预靶点的研究,对阻止或延缓肺间质纤维化进展具有十分重要的意义。随着研究进展的逐步细化和深入,TGF-β受体诸亚型现已成为众学者研究的热点。 TGF-βⅠ型受体,又称激活素受体样激酶(Activin receptor-like kinases,ALKs )。至今,在哺乳动物中共发现有7种TGF-βⅠ型受体亚型(即ALK-1至ALK-7)。TGF-β通过跨膜丝氨酸/苏氨酸激酶受体激活Smad蛋白而发挥作用。研究表明,转化生长因子-β的致纤维化的作用大部分是由Smad2和Smad3所介导的。目前在肺间质纤维化的研究中,激活素受体样激酶5 (ALK-5)备受关注。它是一种特异性因子,主要与TGF-β结合,可活化TGF-β并磷酸化Smad2、Smad3。Panopoulou E等人的研究发现,抑制ALK-5与底物Smad3的结合(即抑制ALK-5对底物Smad3的磷酸化作用),就可将TGF-β信号向细胞核的传导通路阻断,为肺间质纤维化的治疗提供了重要依据。 目前为止,对TGF-βⅠ型受体ALK-5在肺间质纤维化发生发展过程中表达状况的相关研究尚少。因此,我们制备博来霉素(Bleomycin,BLM)诱导SD大鼠肺纤维化模型和成纤维细胞模型,对TGF-βⅠ型受体ALK-5在正常肺脏和肺间质纤维化发生及进展过程中的分布和变化规律进行研究,分析其在肺间质纤维化过程中的作用,为探索肺间质纤维化发病的分子机制及寻找新的干预靶点提供理论依据。 目的:通过检测ALK-5在BLM诱导的SD大鼠肺纤维化模型中0到35天的表达情况,初步探讨ALK-5在肺间质纤维化发生和发展过程中的分布和变化规律,为防治肺间质纤维化提供理论依据。 方法:BLM气管内注药诱导制作肺纤维化SD大鼠动物模型,通过Western blotting及免疫组化检测肺组织中ALK-5蛋白的表达情况,揭示TGF-βⅠ型受体亚型ALK-5在肺间质纤维化发生和发展过程中的分布和变化规律。 结果:1.Western blotting检测SD大鼠肺组织中ALK-5蛋白的表达:与正常组相比,实验组中,BLM气管内注入术后第1天起,SD大鼠肺组织细胞ALK-5蛋白表达量便开始有所增加,并且随着时间的延长增高愈加明显,检测其OD值为正常水平的1.2-3.8倍(P0.05)。至BLM气管内注入术后第28天,ALK-5蛋白表达量达到最高峰,OD值为正常水平的5.2倍(P0.01)。术后第35天时,蛋白表达量有所回落,但OD值仍超出正常组水平3.2倍(P0.01)。 2.免疫组化结果:染色结果显示,正常组SD大鼠肺组织中即有微量ALK-5蛋白表达,其主要分布于肺泡上皮细胞、血管内皮细胞及成纤维细胞的细胞浆内和细胞膜上。在实验组SD大鼠肺组织中,染色则更加明显,在肺间质纤维化造模过程的早期,ALK-5蛋白表达即有上调,随着造模时间的延长,肺间质纤维化逐渐加重,肺组织中ALK-5蛋白表达亦呈逐渐上升趋势(P0.01),检测术后1-14天的MOD值为正常水平的1.34-3.76倍(P0.05)。于第28天时表达量增至最高峰,MOD值为正常水平的4.85倍(P0.01)。于第35天时再行检测,该受体表达量有所回落(但MOD值仍超出正常组水平3.1倍,P0.01)。 结论:1.在BLM诱导的SD大鼠肺纤维化模型中,ALK-5蛋白表达量随时间的延长而增高,于第28天达到最高峰,约为正常水平的5倍。 2.ALK-5可能参与了肺间质纤维化发生发展的过程。