转化生长因子‑β1介导有氧酵解促进机械通气相关性肺纤维化的研究
胡钺 梅舒雅 徐侨翌 皋源 何征宇 邢顺鹏
上海交通大学医学院附属仁济医院重症医学科，上海 200127
国际麻醉学与复苏杂志,2022,43(01):1-5.
DOI：10.3760/cma.j.cn321761-20210812‑00449
基金项目
国家自然科学基金（81870052）；
上海市仁济医院临床科研培育基金（PY2018‑ⅡA‑01）；
上海人才发展资金（2020078）
ORIGINAL ARTICLES
【论著】
本研究通过构建机械通气相关性肺纤维化小鼠模型观察机械通气过程中肺组织转化生长因子‑β1（TGF‑β1）生成、有氧酵解启动和肺纤维化进展，并通过使用TGF‑β1受体抑制剂明确TGF‑β1在机械通气促进肺组织有氧酵解并加速肺纤维化过程中的重要作用。
1 材料与方法
将24只C57BL/6小鼠按照随机数字表法分为假手术组（Sham组）、溶剂对照组（Vehicle组）、机械通气组（MV组）和TGF‑β1受体抑制剂+机械通气组（TGFβ‑Ri+MV组），每组6只。其中Sham组仅做麻醉后插管处理并保持自主呼吸，Vehicle组使用阴性对照溶剂灌胃5 d后进行麻醉插管处理并保持自主呼吸，MV组采用潮气量20 ml/kg、通气频率70 次/min单次机械通气2 h，TGFβ‑Ri+MV组使用TGF‑β1受体抑制剂SB525334以10 mg/kg剂量灌胃5 d后采用潮气量20 ml/kg、通气频率70 次/min单次机械通气2 h，以上各组7 d后取材。
采用ELISA法检测肺泡灌洗液中TGF‑β1含量，Western blot法检测肺组织乳酸脱氢酶A（LDHA）、Ⅰ型胶原蛋白α1链（COL1A1）蛋白含量，比色法检测肺泡灌洗液中乳酸含量，Masson染色观察肺组织纤维化程度。
2 结 果
2.1 Sham组和MV组肺泡灌洗液TGF‑β1比较
与Sham组比较，MV组小鼠肺泡灌洗液中TGF‑β1含量升高（t=2.07，P=0.047，图1）。
2.2 4组肺组织LDHA蛋白含量和肺泡灌洗液乳酸含量比较
与Sham组比较，MV组小鼠肺组织LDHA蛋白含量升高（t=5.09，P=0.003），肺泡灌洗液中乳酸含量升高（t=2.42，P=0.046）。与MV组比较，TGFβ‑Ri+MV组小鼠肺组织LDHA蛋白含量减少（t=2.34，P=0.038），肺泡灌洗液中乳酸含量减少（t=3.16，P=0.025）。见图2。
2.3 4组肺组织COL1A1蛋白含量和纤维化情况比较
与Sham组比较，MV组小鼠肺组织COL1A1蛋白含量升高（t=4.32，P=0.012），Masson染色显示小鼠肺组织胶原沉积增多；与MV组比较，TGFβ‑Ri+MV组小鼠肺组织COL1A1蛋白含量下降（t=5.78，P=0.004），Masson染色显示小鼠肺组织胶原沉积减少，肺纤维化程度有所减轻
3 讨 论
课题组前期研究证实，机械通气可以导致肺组织胶原沉积，而本研究观察到肺组织LDHA蛋白含量升高和肺泡灌洗液乳酸含量升高，证实了在机械通气过程中存在有氧酵解增强。此外，临床上肺保护性通气策略的潮气量通常推荐6~8 ml/kg，基于动物实验的差异性，本研究参考了相关文献，使用20 ml/kg潮气量进行实验并取得理想结果。我们将在未来研究中进一步使用不同潮气量模拟不同的临床过程，以全面阐明机械通气对肺组织纤维化进程的影响。
TGF‑β1是细胞外基质生成和沉积的重要调控因子。我们前期研究发现机械通气可导致小鼠肺组织有氧酵解产物乳酸生成和TGF‑β1表达升高，提示肺组织有氧酵解产物乳酸可能促进TGF‑β1生成。而近年来发现研究提示，TGF‑β1可能是组织有氧酵解的重要促进因素，但目前尚未明确在机械通气过程中TGF‑β1是否促进肺组织有氧酵解并加速机械通气相关性肺纤维化进程。在本研究中，我们发现机械通气可引起肺组织TGF‑β1生成、有氧酵解启动并促进肺纤维化进程，并且通过参考相关研究，在动物水平使用TGF‑β1受体抑制剂SB525334后发现肺组织有氧酵解启动和肺纤维化进程受到抑制，而该抑制剂已被证明可以有效抑制TGF‑β1受体功能及其下游信号通路。因此，我们推测TGF‑β1可能是引起有氧酵解增强的关键因子，而有氧酵解导致大量乳酸聚集可能是肺组织致纤维化微环境形成的关键环节，并可能进一步促进TGF‑β1的生成和活化。
综上所述，本研究中机械通气在引起肺纤维化的同时，促进了TGF‑β1的生成和有氧酵解的启动，在抑制TGF‑β1受体功能之后有氧酵解和纤维化程度减轻和缓解，从而证明了TGF‑β1与有氧酵解的启动密切相关；TGF‑β1和有氧酵解的相互促进作用可能是机械通气相关性肺纤维化进展的关键环节，为未来机械通气相关性肺纤维化的早期防治提出了新的思路。目前认为机械通气相关性肺纤维化的发病机制可能与上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、免疫细胞等有关，但本研究未能明确TGF‑β1的细胞来源，我们将在后续实验中进一步研究。
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网址: 转化生长因子‑β1介导有氧酵解促进机械通气相关性肺纤维化的研究 https://m.trfsz.com/newsview754402.html
