急性肺傷害の遺伝子およびアポトーシスの解析とサーファクタント蛋白質による治療応用

急性肺损伤中的基因和细胞凋亡分析以及表面活性蛋白的治疗应用

基本信息

批准号：
12770299
负责人：
白鳥正典
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Sapporo Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は急性肺傷害の病態における、肺胞II型上皮細胞の動態に着目して、肺傷害出現時期の肺サーファクタント蛋白質(SP)の発現やアポトーシスの発現を評価し、肺胞構造の修復に寄与するとされている同細胞の再生・増殖の評価を行うことを目的とした。急性肺傷害モデルとして、8週齢の雄Sprague-Dawleyラットの胸郭に20Gyの単回軟X線照射を行い放射線性急性肺傷害ラットモデルを作成した。本モデルの組織学的検討では、照射3週後より肺胞内にマクロファージを主体とする炎症細胞浸潤が出現、照射5週後には炎症細胞浸潤の増強と胞隔炎を認めた。傷害肺組織の肺胞II型上皮細胞の細胞質内サーファクタント封入体であるlamellar body(LB)を可視化したところ、照射2週後よりLB陽性細胞が認められ、その後、それらの細胞数およびLBの数とサイズが4週後まで増加し、肺傷害後の肺サーファクタント産生の増加が示唆された。肺組織全体からのRNA収量はサイトカインなどのmRNAの増加や炎症細胞数の増加などを反映し照射3から5週後に有意に増加した。照射4週後のSP-A,-B,-C,-DのmRNA発現は、肺組織全体で増加した。しかしながら、親水性のSPであるSP-A,-D mRNAと比較し、疎水性のSP-B,-C mRNA発現は有意に減少していた。これらの結果から、肺胞の表面張力を低下させ肺胞構造の安定化を担うSP-B、SP-Cの相対的減少がサーファクタント組成を変化させ、肺胞表面張力を上昇させ肺胞虚脱を促進し、肺の線維化(リモデリング)に関与する可能性が示唆された。傷害に伴う肺胞II型上皮細胞のアポトーシスに関してTUNEL染色による検出を試みたが、明らかなアポトーシスは認めなかった。急性肺傷害時の肺サーファクタント蛋白質組成の変化は、その産生の面のみならず、蛋白分解酵素などによる蛋白質構造の障害や血液中への逸脱に伴う量的減少が考えられる。量的に減少する疎水性SPを含有する人工サーファクタントの傷害肺への投与が、呼吸状態を改善させ、リモデリングを抑制する可能性が示唆された。

本研究重点关注急性肺损伤病理过程中肺泡II型上皮细胞的动态变化，评估肺损伤发生过程中肺表面活性蛋白（SP）的表达和细胞凋亡，并探讨肺泡结构修复的影响。这项研究的目的是评估这些细胞的再生和增殖，这些细胞被认为有助于这一过程。作为急性肺损伤模型，采用单剂量20 Gy软X射线照射8周龄雄性Sprague-Dawley大鼠胸部，建立放射性急性肺损伤大鼠模型。该模型的组织学检查显示，从照射后3周起，肺泡中出现以巨噬细胞为主的炎症细胞浸润，并且在照射后5周观察到炎症细胞浸润增加和膀胱炎。当观察到损伤肺组织中肺泡 II 型上皮细胞的胞浆内表面活性剂包涵体层状体 (LB) 时，从照射后 2 周开始观察到 LB 阳性细胞，并且这些细胞和 LB 的数量和大小均增加。 4周后增加，表明肺损伤后肺表面活性物质的产生增加。照射后3至5周，整个肺组织的RNA产量显着增加，反映出细胞因子等mRNA的增加和炎症细胞数量的增加。照射后 4 周，整个肺组织中 SP-A、-B、-C 和 -D 的 mRNA 表达增加。然而，与作为亲水性SP的SP-A、-D mRNA相比，疏水性SP-B、-C mRNA的表达显着降低。这些结果表明，负责降低肺泡表面张力和稳定肺泡结构的SP-B和SP-C的相对减少，改变了表面活性剂的组成，增加了肺泡表面张力，并导致肺泡塌陷。它可能与肺纤维化（重塑）有关。我们试图通过TUNEL染色检测肺泡II型上皮细胞因损伤而发生的凋亡，但没有观察到明显的凋亡。据认为，急性肺损伤时肺表面活性蛋白的组成变化不仅包括其产生，还包括蛋白水解酶等引起的蛋白质结构的破坏，以及由于释放到血液中而导致的数量减少。有人建议，向受损的肺部施用含有数量减少的疏水性 SP 的人工表面活性剂可能会改善呼吸状况并抑制重塑。