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题来源与背景
肺纤维化(Pulmonary Fibrosis)是多种病因引起的一种慢性炎症性间质性肺疾病,几乎是所有肺组织损伤及病变发展到末期的最终归宿,目前没有有效的治疗手段。抗炎、免疫调节等治疗方法效果有限,结合其发病机制寻找有效的治疗手段迫在眉睫。
由于肺纤维化常由于肺内上皮细胞和上皮干细胞衰竭引起,近年的研究发现骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs)能够延缓甚至逆转特发性肺纤维化的病理改变,为肺纤维化的治疗提供了一条可能的新途径,并显示出了巨大的发展前景。但外周BMSCs数量少,且有研究认为即使细胞顺利植入,到达病灶的数量也很少,而在此基础上发生的转分化水平则更低,以如此稀少的细胞密度来治疗肺纤维化可行性不足。此外即便BMSCs定植于肺后,其能否定向分化为Ⅰ型肺泡上皮细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞也存在着极大的不确定性。这些都成为制约干细胞治疗肺纤维化的一个瓶颈。
肺纤维化以进行性加重的呼吸困难、喘息、气短、刺激性干咳为主要临床表现,中医属“肺痿”范畴。肺痿病名最早见于张仲景的《金匮要略》,并专设麦门冬汤主治。
麦门冬汤以人参、麦冬、半夏为主药,具有润肺益胃,降逆下气的功效临床实践证实麦门冬汤可以明显改善肺纤维化症状,实验研究也发现麦门冬汤可以麦门冬汤能通过提高肺组织中IL-10的表达、抑制TNF-的过度表达,减轻平阳霉素所致的大鼠肺纤维化。
为此,我们大胆推测麦门冬汤治可能通过促进BMSCs的动员归巢及分化,而达到疗肺纤维化的作用。
2.研究目的与意义
本研究以张仲景治疗肺痿经方麦门冬汤为研究对象,通过建立博来霉素致大鼠肺纤维化模型和细胞培养两个层次,采用不同性别大鼠BMSCs移植的方法,综合利用流式细胞检测、RT-PCR、双重免疫荧光染色法等技术,检测肺组织Ⅰ、Ⅱ型肺泡上皮细胞特异性标志物蛋白及mRNA的表达(肺表面活性蛋白C、水通道蛋白5),观察麦门冬汤对BMSCs动员归巢及分化关键环节的影响。
为麦门冬汤经BMSCs途径治疗肺纤维化寻找确切依据,并为BMSCs植入治疗肺纤维化寻找可靠的多环节调控中药。
3.主要论点与论据
(1)通过建立博来霉素致大鼠肺纤维化模型,以麦门冬汤进行干预,观察各组大鼠肺组织病理变化,及对TGF-β1、MMP-9和TIMP-1表达的影响,证实该方药具有改善肺纤维化的药效作用。
(2)通过建立博来霉素致大鼠肺纤维化模型,检测外周血CD90+CD44+阳性细胞比例,观察麦门冬汤干预后外周血BMSCs计数变化,证实麦门冬汤可以促进模型大鼠BMSCs的动员。
(3)通过体外BMSCs培养,以肺组织Ⅰ、Ⅱ型肺泡上皮细胞特异性标志物蛋白SP-C(肺表面活性蛋白C)、AQP-5(水通道蛋白5)为检测指标,证实麦门冬汤含药血清可促进BMSCs向肺泡上皮细胞增殖、分化。
4.创见与创新
干细胞治疗是目前医学研究的一个热点。自体干细胞要在损伤部位发挥作用通常需要通过动员-归巢-分化3个重要环节。动员是指通过动员剂动员骨髓干细胞增殖并驱使干细胞从骨髓池进入循环池,致循环池中的干细胞数量增加,使外周血液中干细胞的数量达到治疗数。归巢指干细胞经过复杂的分子间相互介导作用,由外周循环向损伤组织迁移、识别和定位的过程。
分化是指归巢的干细胞在局部组织微环境的作用下定向分化为相应组织的成熟细胞,实现组织更新和修复的过程。但外周BMSCs数量少,且有研究认为即使细胞顺利植入,到达病灶的数量也很少,而在此基础上发生的转分化水平则更低,以如此稀少的细胞密度来治疗肺纤维化可行性不足。
此外即便BMSCs定植于肺后,其能否定向分化为Ⅰ型肺泡上皮细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞也存在着极大的不确定性。这些都成为制约干细胞治疗肺纤维化的一个瓶颈。
BMSCs动员剂(干细胞因子、粒细胞集落刺激因子等)、分化诱导剂只能解决其中某一个环节的问题,同时分化诱导剂还存在一定毒性,易使BMSCs发生恶性化。中药“多因微效”、多靶点、多效应、毒副作用小的特点使之可以在干细胞移植的所有过程中可能发挥重要作用,目前已成为干细胞研究的焦点。
本研究首次通过实验证实,麦门冬汤可通过促进肺纤维化模型大鼠BMSCs的动员,以及促进BMSCs向肺泡上皮细胞增殖、分化,而起到改善肺纤维化的作用,为麦门冬汤经BMSCs途径治疗肺纤维化提供了确切依据。并为今后中医药干预BMSCs植入治疗肺纤维化,提搞临床干细胞治疗疗效提供了可供借鉴的思路。
社会经济效益,存在的问题本实验研究结果,为中医药干预肺纤维化的干细胞治疗展现出了巨大的发展前景。
但目前该研究尚处在动物实验阶段,如今后能持续深入开展相关研究,并在医学伦理许可的前提下,顺利完成临床研究,逐步推广运用于临床,将为广大肺纤维化患者带福音。
预计将产生较大的经济及社会效益。