结核性胸膜炎很容易发生纤维化性病变。TGF-beta 1是纤维化的最关键因子,但TGF-beta 1在结核性与恶性胸腔积液中的水平并无差异,而后者较少发生纤维化性病变,所以难以完全用细胞外高水平TGF-beta 1诱发纤维化来解释,因为传统观念认为TGF-beta 1信号通路必须由细胞外活化的TGF-beta 1启动。近年发现,TGF-beta 1存在新的细胞内活化通路。申请者的研究已证实calpain 细胞内活化TGF-beta 1并在肺动脉高压肺血管重建中起重要作用,预实验发现结核性胸腔积液通过激活胸膜间皮细胞内calpain使TGF-beta 1在细胞内活化并促进胶原生成,这些新发现为破解上述临床现象提供了契机。本项目拟进一步验证"胸膜间皮细胞内calpain/TGF-beta 1通路致细胞外基质重建并诱发胸膜纤维化"的创新性假说,探讨抑制calpain防治胸膜纤维化的新策略。
Extracellular matrix;remodeling;pleura;calpain;
结核病是威胁发展中国家人民健康的重要疾病,其中结核性胸膜炎好发于中青年,且容易形成包裹性胸腔积液、胸膜增厚等以胸膜纤维化为病变基础的并发症或后遗症。胸膜纤维化一旦形成则难以逆转,严重影响患者的生活质量。因此,探索结核性胸膜纤维化的发病机制及其防治措施有着重要的意义。我们及他人的既往研究证实calpain(钙蛋白酶)可以促进胶原生成,并在纤维化疾病的发生中起重要作用;我们的前期实验也提示calpain可能在胸膜间皮细胞的胶原生成中起作用,因此,为证实calpain在结核性胸膜纤维化中的作用,本项目完成了①临床研究收集结核性胸膜炎患者及恶性胸膜炎患者的胸腔积液、血标本,检测其中表皮生长因子(EGF)、血管紧张素转化酶(ACE)等的水平。②细胞水平研究选取血管紧张素II、EGF进行细胞水平的研究,观察他们对活化胸膜间皮细胞细胞内calpain 的能力、对细胞内外TGF-beta1水平的影响、对细胞分泌胶原的影响。③动物模型研究复制大鼠胸膜纤维化模型,使用calpain抑制剂干预,并判断抑制calpain对胸膜纤维化的治疗作用。 主要结果有①与恶性胸腔积液、及结核性胸膜炎患者血清比较,结核性胸腔积液激活胸膜间皮细胞内calpain的能力明显增强,诱导细胞内活化型TGF-beta1的产生,并促进胸膜间皮细胞合成胶原。②ACE在结核性胸腔积液中的水平明显高于恶性胸腔积液。③结核性胸腔积液中高水平的ACE及血管紧张素II,通过活化血管紧张素II的I型受体(AT1R)而启动细胞内通路,从而导致胸膜间皮细胞内calpain活化、胶原合成增加。④动物模型结果证实,阻断calpain活性,可以减轻胸膜纤维化。 项目的研究意义①阐明了结核性胸腔积液诱导胸膜间皮细胞合成胶原中calpain的作用;②阐明了结核性胸腔积液中诱导calpain活化的因子及其初步机制;③动物模型证实,抑制calpain活化可以减轻胸膜纤维化。研究结果对“结核性胸膜炎容易形成胸膜纤维化”的科学问题提供了一个新的解释,并为临床上防治胸膜纤维化的发生提供了一个新的靶点。