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文檔簡介
層粘連蛋白β1與塵肺病發(fā)病風險及潛在機制解析一、引言1.1研究背景與意義1.1.1塵肺病的現(xiàn)狀及危害塵肺病是由于在職業(yè)活動中長期吸入不同致病性的生產(chǎn)性粉塵,并在肺內(nèi)潴留而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的疾病。我國是全球塵肺病患者數(shù)量最多的國家之一,塵肺病已成為我國危害最嚴重、涉及人數(shù)最多的職業(yè)病。根據(jù)相關(guān)資料顯示,截至2021年底中國累計報告職業(yè)性塵肺病患者91.5萬人,占所報告職業(yè)病總數(shù)的88.3%。從2010年以來,每年塵肺病人均超2萬例,直到2017年,在我國統(tǒng)計的塵肺病人有85萬余例,2015年,全球疾病負擔公布我國因塵肺死亡的病例約有9538例,塵肺病的發(fā)病呈逐漸增加趨勢,已成為嚴重的公共衛(wèi)生問題。塵肺病常見類型主要為矽肺和煤工塵肺,其中井下煤礦作業(yè)人群的煤工塵肺又以混合性塵肺-煤矽肺為多見,占87.6%,單純的矽肺病和煤肺病較少,分別為11.4%和1.0%。2013年我國共報告新增塵肺病例23152例,占全年新發(fā)職業(yè)病的87.72%,其中95.2%是矽肺病和煤工塵肺。塵肺病不僅發(fā)病率高,致死率也不容小覷,衛(wèi)生部資料顯示,截止到2010年底,全國累計報告塵肺病676541例,死亡149110例,病死率為22.04%。塵肺病到了集中爆發(fā)的時期,不斷有患者發(fā)病和死亡,嚴重威脅患者生命健康。塵肺病嚴重影響患者的生活質(zhì)量?;颊呋疾『髸霈F(xiàn)咳嗽、咳痰、咯血、胸悶、呼吸困難等癥狀,且胸悶氣短呈進行性加重。隨著病情發(fā)展,患者呼吸功能逐漸受損,活動后胸悶氣喘癥狀逐漸加重,肺部可聽到明顯的爆裂音,胸部CT提示有典型網(wǎng)格狀的間質(zhì)性改變。塵肺病患者呼吸道抵抗力明顯降低,常常更易合并慢性支氣管炎、呼吸衰竭、肺氣腫、肺炎、肺結(jié)核等疾病,病程較長者還可能出現(xiàn)肺心病、心力衰竭等并發(fā)癥,部分患者因嚴重的低氧血癥出現(xiàn)呼吸衰竭,甚至發(fā)生氣胸,肺癌的患病率也明顯增高。由于塵肺病患者多為家庭經(jīng)濟支柱,患病后喪失勞動能力,不僅使家庭斷了生活來源,還要承受巨額治療費,導致家庭生活陷入絕境,債臺高筑,子女輟學,給家庭帶來沉重的負擔,也在一定程度上影響了社會的穩(wěn)定和發(fā)展。目前塵肺病尚無特效的治療方法,主要治療目標是緩解癥狀、延緩病情進展和提高生活質(zhì)量,但治療效果有限,給患者及其家庭帶來極大的痛苦和困擾。1.1.2層粘連蛋白β1研究的重要性塵肺病發(fā)生發(fā)展的病因、機制復雜,難以完全闡明。其一個重要的病理特征是細胞外基質(zhì)大量沉積,而層粘連蛋白是一類具有多功能域的基底膜非膠原糖蛋白,由α、β、γ鏈構(gòu)成的異三聚體,參與基底膜骨架的組裝,影響和調(diào)節(jié)細胞的粘附、遷移、分化、增殖等生物學行為,也參與細胞信號的傳導。層粘連蛋白β1鏈(LamB1)由LAMB1基因編碼,在體內(nèi)分布廣泛,參與組裝至少7種層粘連蛋白亞型。LamB1是肺發(fā)育和維持正常功能所必需的,也被報道參與腎、肝纖維化過程。然而,關(guān)于LamB1與塵肺的研究報道較少。雖然長期粉塵暴露是塵肺病的主要病因,但相同暴露條件下,發(fā)病率、病變進展快慢及纖維化嚴重程度的差異提示遺傳因素在塵肺的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。單核苷酸多態(tài)性是研究疾病遺傳易感性的重要工具,可反應個體表型、疾病易感性及對藥物、環(huán)境等影響因素反應的差異。前期對塵肺病進行的全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS),發(fā)現(xiàn)在LAMB1基因上一個多態(tài)性位點rs4320486與塵肺病的發(fā)生危險性存在著相關(guān)性。這表明深入研究層粘連蛋白β1與塵肺病的關(guān)系具有重要意義。深入研究層粘連蛋白β1在塵肺病發(fā)病機制中的作用,有助于揭示塵肺病發(fā)病的潛在分子機制。通過探究層粘連蛋白β1在塵肺病發(fā)生發(fā)展過程中的具體作用途徑和相關(guān)信號通路,能夠更全面地理解塵肺病的發(fā)病過程,為進一步闡明塵肺病的復雜發(fā)病機制提供關(guān)鍵線索,從而為研發(fā)更有效的治療方法奠定堅實的理論基礎。同時,若能確定層粘連蛋白β1與塵肺病發(fā)病風險之間的明確關(guān)聯(lián),就有可能將其作為塵肺病早期診斷的生物標志物。通過檢測相關(guān)指標,實現(xiàn)對塵肺病的早期篩查和診斷,有助于患者在疾病早期得到及時治療,延緩病情進展,提高患者的生存率和生活質(zhì)量。此外,針對層粘連蛋白β1開展的研究,還有望為塵肺病的個性化預防和治療提供新的策略和靶點。根據(jù)個體遺傳特征和層粘連蛋白β1的表達情況,制定個性化的預防和治療方案,提高防治效果,降低塵肺病的發(fā)病率和危害。鑒于塵肺病發(fā)病機制復雜,目前尚無有效治療,且缺乏人群特異的血清學指標,深入研究層粘連蛋白β1與塵肺病間的關(guān)系,對建立有效的易感性篩查,提高粉塵接觸人群的健康監(jiān)護水平都具有實際意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀塵肺病作為我國危害最嚴重的職業(yè)病,一直是國內(nèi)外研究的重點領域。在國外,研究人員主要聚焦于粉塵暴露與塵肺病發(fā)病的關(guān)系,通過對不同行業(yè)、不同類型粉塵的暴露劑量-反應關(guān)系進行研究,試圖明確塵肺病發(fā)病的關(guān)鍵因素。如美國國家職業(yè)安全與健康研究所(NIOSH)開展的一系列針對煤礦、采石場等行業(yè)的研究,詳細分析了石英粉塵、煤塵等對肺部的損傷機制。在國內(nèi),對塵肺病的研究同樣廣泛且深入。學者們不僅關(guān)注粉塵暴露,還深入探討遺傳因素、免疫機制等在塵肺病發(fā)病中的作用。有研究通過對大量塵肺病患者的基因分析,發(fā)現(xiàn)某些基因多態(tài)性與塵肺病的易感性密切相關(guān)。在塵肺病的診斷和治療方面,國內(nèi)也取得了一定的進展,如新型診斷技術(shù)的研發(fā)和臨床應用,以及一些中西醫(yī)結(jié)合的治療方法探索。層粘連蛋白β1作為細胞外基質(zhì)的重要組成部分,其在纖維化疾病中的作用逐漸受到關(guān)注。國外有研究報道,在腎纖維化和肝纖維化模型中,層粘連蛋白β1的表達水平顯著升高,且與纖維化程度呈正相關(guān)。在肺纖維化研究中,發(fā)現(xiàn)層粘連蛋白β1參與了上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程,通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路,促進成纖維細胞的活化和細胞外基質(zhì)的沉積。國內(nèi)對于層粘連蛋白β1與塵肺病關(guān)系的研究相對較少。前期對塵肺病進行的全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS),發(fā)現(xiàn)LAMB1基因上的多態(tài)性位點rs4320486與塵肺病的發(fā)生危險性存在相關(guān)性,但具體的作用機制尚未明確。目前關(guān)于層粘連蛋白β1與塵肺病關(guān)系的研究仍存在諸多不足。一方面,研究多集中在細胞和動物模型層面,缺乏大規(guī)模的人群研究來驗證層粘連蛋白β1作為塵肺病生物標志物的可靠性和有效性。另一方面,對于層粘連蛋白β1在塵肺病發(fā)病機制中的具體作用途徑和相關(guān)信號通路,尚未完全闡明,仍需進一步深入研究。此外,現(xiàn)有的研究大多僅關(guān)注層粘連蛋白β1本身的表達變化,對于其與其他相關(guān)蛋白或分子的相互作用研究較少,這也限制了對塵肺病發(fā)病機制的全面理解。本研究擬從多個層面入手,通過大樣本的病例-對照研究,進一步驗證LAMB1基因多態(tài)性與塵肺病發(fā)生危險性的關(guān)聯(lián);利用人群血清樣本和細胞模型,深入研究rs4320486位點突變對LAMB1基因轉(zhuǎn)錄表達的影響;借助動物模型和體外細胞模型,系統(tǒng)觀察層粘連蛋白β1在纖維化過程中的動態(tài)變化及可能的調(diào)控機制,以期為揭示塵肺病發(fā)病機制、個性化預防及治療提供新的線索和理論依據(jù)。1.3研究目的和內(nèi)容1.3.1研究目的本研究基于前期塵肺病全基因組關(guān)聯(lián)研究,深入剖析層粘連蛋白β1(Lamb1)與塵肺病發(fā)病風險及其機制,旨在為塵肺病防治開辟新思路,具體目標如下:驗證基因多態(tài)性與發(fā)病風險關(guān)聯(lián):通過大樣本病例-對照研究,驗證LAMB1基因rs4320486位點多態(tài)性與塵肺病發(fā)生危險性之間的關(guān)聯(lián),明確該基因多態(tài)性在塵肺病發(fā)病中的作用,為塵肺病遺傳易感性研究提供更有力的證據(jù)。探究位點突變對基因轉(zhuǎn)錄表達影響:借助人群血清樣本和細胞模型,深入研究rs4320486位點突變對LAMB1基因轉(zhuǎn)錄表達的影響,揭示基因?qū)用娴恼{(diào)控機制,從分子層面闡釋塵肺病發(fā)病的潛在機制。揭示在纖維化過程中的動態(tài)變化及調(diào)控機制:運用動物模型和體外細胞模型,系統(tǒng)觀察層粘連蛋白β1在纖維化過程中的動態(tài)變化,深入探究其可能的調(diào)控機制,為塵肺病發(fā)病機制研究提供關(guān)鍵線索,也為尋找新的治療靶點奠定基礎。1.3.2研究內(nèi)容圍繞上述研究目的,本研究開展以下幾方面內(nèi)容:LAMB1基因多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險關(guān)聯(lián)研究:收集大量塵肺病患者和無塵肺接塵對照人群的樣本,進行詳細的問卷調(diào)查,涵蓋一般人口學資料、接塵史、家族史等信息。同時,采集空腹外周靜脈血,采用TaqMan基因分型法對受試者的LAMB1基因rs4320486位點進行基因分型。運用統(tǒng)計學方法,如Logistic回歸分析、Cox回歸分析等,評估不同基因型與塵肺病發(fā)病風險以及發(fā)病間期的關(guān)聯(lián)性,并進行分層分析,探究不同因素對這種關(guān)聯(lián)的影響。rs4320486位點突變對LAMB1基因轉(zhuǎn)錄表達的影響研究:構(gòu)建包含rs4320486不同等位基因(C>T)的載體,轉(zhuǎn)染至相關(guān)細胞系,建立細胞模型。采用雙熒光素酶報告基因法檢測不同等位基因?qū)AMB1基因轉(zhuǎn)錄活性的影響。同時,運用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測不同基因間、病例和對照間血清Lamb1濃度,從細胞和人群兩個層面綜合分析不同等位基因?qū)AMB1表達的影響。此外,收集正常人肺組織和纖維化人肺組織,利用qrt-pcr法檢測組織中LAMB1mRNA表達水平的差異,進一步驗證基因轉(zhuǎn)錄表達的變化。層粘連蛋白β1在纖維化過程中的動態(tài)變化及調(diào)控機制研究:分別建立SiO?和BLM誘導的小鼠肺纖維化模型,在處理后的不同時間截點,對小鼠肺組織進行病理切片,并進行HE染色,觀察肺纖維化的發(fā)生發(fā)展情況,以確認模型成功建立。分別提取各期小鼠肺組織蛋白和RNA,通過Westernblot和qrt-pcr法檢測Lamb1、上皮標志物E-cadherin、及間質(zhì)標志物α-SMA蛋白及mRNA水平的動態(tài)變化,分析層粘連蛋白β1與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程的關(guān)系。建立SiO?處理HBE細胞模型和TGF-β1誘導NIH-3T3細胞模型,誘導纖維化病變,同樣通過Westernblot和qrt-pcr法確認Lamb1與上皮間質(zhì)標志物的表達情況,并利用細胞免疫熒光直觀展示細胞中纖維化表達的變化。最后,通過抑制劑特異性阻斷活化的信號通路,研究纖維化中調(diào)控Lamb1表達的機制,深入揭示層粘連蛋白β1在塵肺病纖維化過程中的作用機制。二、層粘連蛋白β1的生物學特性2.1層粘連蛋白β1的結(jié)構(gòu)與功能層粘連蛋白β1作為層粘連蛋白家族的重要成員,由LAMB1基因編碼,其分子結(jié)構(gòu)獨特且復雜。層粘連蛋白是一類由α、β、γ三條不同的多肽鏈通過二硫鍵相互連接,組裝形成的異三聚體結(jié)構(gòu)的非膠原糖蛋白,整體呈現(xiàn)出不對稱的“十”字形或“T”字形。這種獨特的結(jié)構(gòu)賦予了層粘連蛋白多種生物學功能。在層粘連蛋白的三聚體結(jié)構(gòu)中,β1鏈發(fā)揮著不可或缺的作用。β1鏈包含多個不同的結(jié)構(gòu)域,每個結(jié)構(gòu)域都有其特定的功能。其氨基端和羧基端區(qū)域在與其他鏈的相互作用以及與細胞表面受體或細胞外基質(zhì)成分的結(jié)合中起到關(guān)鍵作用。例如,β1鏈上的某些結(jié)構(gòu)域含有與細胞表面整合素受體特異性結(jié)合的位點,通過這種結(jié)合,層粘連蛋白β1能夠介導細胞與細胞外基質(zhì)之間的粘附作用,為細胞提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu),影響細胞的形態(tài)和位置。在細胞粘附過程中,層粘連蛋白β1起著橋梁的作用,它一方面與細胞表面的整合素等受體緊密結(jié)合,另一方面與細胞外基質(zhì)中的其他成分,如Ⅳ型膠原、硫酸乙酰肝素等相互作用,將細胞牢固地錨定在細胞外基質(zhì)上,維持組織和器官的正常結(jié)構(gòu)和功能。當細胞需要遷移時,層粘連蛋白β1又能通過與細胞表面受體的動態(tài)相互作用,調(diào)節(jié)細胞與細胞外基質(zhì)之間的粘附力,為細胞遷移提供必要的條件。細胞遷移在胚胎發(fā)育、組織修復、免疫反應等生理過程中都具有重要意義,層粘連蛋白β1的調(diào)控作用確保了這些過程的順利進行。在胚胎發(fā)育過程中,細胞的遷移和分化是構(gòu)建復雜生物體的基礎,層粘連蛋白β1參與調(diào)節(jié)神經(jīng)嵴細胞的遷移,對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育至關(guān)重要。在傷口愈合過程中,成纖維細胞和上皮細胞的遷移依賴于層粘連蛋白β1與細胞表面受體的相互作用,促進傷口的修復。層粘連蛋白β1在細胞分化過程中也扮演著關(guān)鍵角色。它可以通過與細胞表面受體結(jié)合,激活細胞內(nèi)的信號傳導通路,調(diào)控基因的表達,從而影響細胞的分化方向。研究表明,在胚胎干細胞向神經(jīng)細胞分化的過程中,層粘連蛋白β1能夠提供特定的信號,促進神經(jīng)干細胞的分化和成熟,有助于神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育。在組織損傷修復過程中,層粘連蛋白β1能夠引導干細胞向受損組織部位遷移,并促進其分化為相應的細胞類型,參與組織的修復和再生。2.2層粘連蛋白β1在人體中的分布層粘連蛋白β1在人體內(nèi)分布極為廣泛,幾乎存在于所有的組織和器官中,對維持機體正常的生理功能起著不可或缺的作用。在胚胎發(fā)育過程中,層粘連蛋白β1在各個組織和器官的形成和發(fā)育中都扮演著關(guān)鍵角色。例如,在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中,層粘連蛋白β1參與神經(jīng)嵴細胞的遷移和分化,為神經(jīng)細胞的正常發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)建提供必要的支持。在心血管系統(tǒng)發(fā)育中,它有助于血管內(nèi)皮細胞的黏附和遷移,促進血管的形成和穩(wěn)定。在成年個體中,層粘連蛋白β1在多種組織和器官中持續(xù)發(fā)揮重要作用。在皮膚中,它分布于基底膜帶,參與維持皮膚的正常結(jié)構(gòu)和功能,對表皮細胞與真皮層之間的黏附起到關(guān)鍵作用,有助于保持皮膚的完整性和彈性。在腎臟中,層粘連蛋白β1存在于腎小球基底膜等部位,對維持腎小球的正常濾過功能和腎臟的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定至關(guān)重要。研究表明,在某些腎臟疾病,如腎小球腎炎、糖尿病腎病等,層粘連蛋白β1的表達和分布會發(fā)生改變,進而影響腎臟的正常功能,導致蛋白尿等癥狀的出現(xiàn)。在肝臟中,層粘連蛋白β1由內(nèi)皮細胞、干細胞和貯脂細胞合成,是基底膜的主要構(gòu)成成分之一。它參與肝臟內(nèi)細胞與細胞外基質(zhì)的相互作用,對肝臟的正常代謝、解毒功能以及組織修復等過程具有重要意義。在肝纖維化進程中,層粘連蛋白β1與Ⅳ型膠原結(jié)合,形成內(nèi)皮基膜,參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展,血清中層粘連蛋白β1的測定可作為評估慢性肝炎患者肝組織纖維化程度的重要指標。在肺部組織中,層粘連蛋白β1具有獨特的分布特點和重要的生理意義。它主要分布于肺泡上皮細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞的基底膜,在肺泡-毛細血管屏障的形成和維持中發(fā)揮關(guān)鍵作用。這種分布方式使得層粘連蛋白β1能夠直接參與肺泡與毛細血管之間的氣體交換過程,保證氧氣和二氧化碳的順利交換,維持肺部正常的氣體交換功能。同時,它還為肺泡上皮細胞和毛細血管內(nèi)皮細胞提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu),有助于維持細胞的形態(tài)和功能。在肺發(fā)育過程中,層粘連蛋白β1是肺正常發(fā)育所必需的。它參與調(diào)節(jié)肺上皮細胞和間質(zhì)細胞的增殖、分化和遷移,對肺組織結(jié)構(gòu)的形成和完善起著重要的調(diào)控作用。在胚胎期,層粘連蛋白β1的表達和分布變化與肺的發(fā)育進程密切相關(guān),為肺的正常發(fā)育提供了必要的信號和環(huán)境支持。在出生后,層粘連蛋白β1繼續(xù)在維持肺的正常結(jié)構(gòu)和功能中發(fā)揮重要作用。它參與調(diào)節(jié)肺部的免疫反應,與免疫細胞表面的受體相互作用,影響免疫細胞的活性和功能,有助于維持肺部的免疫平衡,抵御病原體的入侵。2.3層粘連蛋白β1在其他疾病中的作用層粘連蛋白β1在多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要角色,深入研究其在這些疾病中的作用機制,對于理解疾病的病理過程以及開發(fā)新的治療策略具有重要意義。在腎臟疾病方面,層粘連蛋白β1與腎纖維化密切相關(guān)。腎纖維化是許多腎臟疾病進展至終末期腎衰竭的共同病理過程,其特征是細胞外基質(zhì)過度沉積和腎組織結(jié)構(gòu)破壞。研究發(fā)現(xiàn),在腎纖維化模型中,層粘連蛋白β1的表達顯著上調(diào)。在單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)誘導的小鼠腎纖維化模型中,通過免疫組化和Westernblot檢測發(fā)現(xiàn),隨著腎纖維化程度的加重,層粘連蛋白β1在腎小管上皮細胞和間質(zhì)細胞中的表達明顯增加。進一步研究表明,層粘連蛋白β1通過與細胞表面的整合素受體相互作用,激活細胞內(nèi)的信號傳導通路,如PI3K/Akt和ERK1/2信號通路,促進成纖維細胞的活化和增殖,進而導致細胞外基質(zhì)成分如Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原等的合成增加,最終促進腎纖維化的發(fā)展。此外,層粘連蛋白β1還可以調(diào)節(jié)腎小管上皮細胞的表型轉(zhuǎn)化,使其發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),失去上皮細胞的特性,獲得間質(zhì)細胞的特征,進一步加重腎纖維化。在肝臟疾病中,層粘連蛋白β1同樣參與了肝纖維化的發(fā)生發(fā)展過程。肝纖維化是肝臟對各種慢性損傷的修復反應,若持續(xù)進展可導致肝硬化和肝功能衰竭。層粘連蛋白β1主要由肝臟內(nèi)的內(nèi)皮細胞、干細胞和貯脂細胞合成,是基底膜的主要構(gòu)成成分之一。在肝纖維化進程中,層粘連蛋白β1與Ⅳ型膠原結(jié)合,形成內(nèi)皮基膜,促進細胞外基質(zhì)的沉積和纖維化的發(fā)展。臨床研究表明,血清中層粘連蛋白β1的水平與慢性肝炎患者肝組織的纖維化程度密切相關(guān),可作為評估肝纖維化程度的重要指標之一。對慢性乙型肝炎患者的研究發(fā)現(xiàn),隨著肝纖維化程度從S1到S4逐漸加重,血清中層粘連蛋白β1的濃度也逐漸升高,且與肝組織中纖維化相關(guān)指標如羥脯氨酸含量、α-SMA表達等呈正相關(guān)。在肝纖維化的發(fā)生機制中,層粘連蛋白β1不僅通過物理支撐作用影響細胞外基質(zhì)的組裝和結(jié)構(gòu),還可以通過調(diào)節(jié)細胞間的相互作用和信號傳導,影響肝星狀細胞的活化和增殖,以及肝細胞的凋亡和再生,從而在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。在腫瘤領域,層粘連蛋白β1與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移等過程密切相關(guān)。腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是導致腫瘤患者預后不良的主要原因,而層粘連蛋白β1在這一過程中扮演著關(guān)鍵角色。在多種腫瘤細胞中,如乳腺癌、肺癌、胃癌等,層粘連蛋白β1的表達水平明顯升高,且與腫瘤的惡性程度和轉(zhuǎn)移潛能呈正相關(guān)。以胃癌為例,研究發(fā)現(xiàn)層粘連蛋白β1在胃癌癌結(jié)節(jié)、原發(fā)灶中的表達顯著高于癌旁組織,且其表達水平與胃癌的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)。進一步的功能研究表明,層粘連蛋白β1可以通過多種機制促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。它可以與腫瘤細胞表面的整合素受體結(jié)合,增強腫瘤細胞與細胞外基質(zhì)的粘附能力,為腫瘤細胞的遷移提供基礎。同時,層粘連蛋白β1還可以激活細胞內(nèi)的信號傳導通路,如FAK/PI3K/Akt和RhoGTPase信號通路,調(diào)節(jié)細胞骨架的重組和細胞運動相關(guān)蛋白的表達,促進腫瘤細胞的遷移和侵襲。此外,層粘連蛋白β1還可以通過調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程,使腫瘤細胞獲得間質(zhì)細胞的特性,增強其侵襲和轉(zhuǎn)移能力。在對乳腺癌細胞的研究中發(fā)現(xiàn),沉默層粘連蛋白β1的表達可以顯著抑制乳腺癌細胞的遷移和侵襲能力,同時上調(diào)上皮標志物E-cadherin的表達,下調(diào)間質(zhì)標志物N-cadherin和Vimentin的表達,表明層粘連蛋白β1通過調(diào)控EMT過程促進乳腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。三、塵肺病發(fā)病機制及研究現(xiàn)狀3.1塵肺病概述塵肺病是由于在職業(yè)活動中長期吸入不同致病性的生產(chǎn)性粉塵,并在肺內(nèi)潴留而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的全身性疾病。國際勞工組織(ILO)將塵肺病定義為由于長期吸入礦物性粉塵導致的肺部疾病,其特征是肺部組織的纖維化和功能損害。根據(jù)吸入粉塵的性質(zhì),塵肺病可分為無機塵肺和有機塵肺。無機塵肺最為常見,主要由吸入無機礦物性粉塵引起,如矽肺、煤工塵肺、石棉肺等;有機塵肺則是由于吸入有機粉塵導致,如棉塵肺、農(nóng)民肺等。在我國,塵肺病的類型以矽肺和煤工塵肺最為多見。矽肺是由于長期吸入游離二氧化硅粉塵所致,其纖維化程度往往較為嚴重,對肺部功能的損害較大。煤工塵肺則主要發(fā)生在煤礦工人中,與長期吸入煤塵和煤矽混合粉塵有關(guān)。我國塵肺病的發(fā)病趨勢呈現(xiàn)出一些顯著特點。近年來,雖然隨著我國對職業(yè)病防治工作的重視和監(jiān)管力度的加強,塵肺病的發(fā)病率增長速度有所減緩,但總體發(fā)病形勢依然嚴峻。從發(fā)病數(shù)量上看,塵肺病新發(fā)病例數(shù)仍處于較高水平。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),截至2021年底,中國累計報告職業(yè)性塵肺病患者91.5萬人,占所報告職業(yè)病總數(shù)的88.3%。從發(fā)病行業(yè)分布來看,塵肺病主要集中在煤炭、有色金屬、機械制造、建筑材料等行業(yè)。在煤炭行業(yè),由于開采過程中產(chǎn)生大量的煤塵和煤矽混合粉塵,煤礦工人成為塵肺病的高發(fā)人群。在有色金屬行業(yè),如鉛鋅礦、銅礦等開采和冶煉過程中,工人也容易接觸到各種有害粉塵,增加了塵肺病的發(fā)病風險。機械制造行業(yè)中的鑄造、打磨等工序,以及建筑材料行業(yè)中的水泥生產(chǎn)、石材加工等環(huán)節(jié),都存在大量的粉塵污染,導致從業(yè)人員患塵肺病的幾率較高。從發(fā)病工齡來看,塵肺病的發(fā)病工齡有逐漸縮短的趨勢。過去,塵肺病患者往往在接觸粉塵10-20年后才發(fā)病,但近年來,隨著工作環(huán)境中粉塵濃度的增加以及個體易感性的差異,部分患者在接觸粉塵5-10年甚至更短時間內(nèi)就可能發(fā)病。這表明塵肺病的發(fā)病速度加快,對勞動者的健康危害更為迅速和嚴重。此外,塵肺病的發(fā)病還呈現(xiàn)出年輕化的趨勢,一些年輕的勞動者由于過早接觸高濃度粉塵,在青壯年時期就患上了塵肺病,嚴重影響了他們的生活和職業(yè)發(fā)展。3.2塵肺病發(fā)病機制塵肺病的發(fā)病機制是一個極為復雜且涉及多個環(huán)節(jié)的過程,目前尚未完全明確,但普遍認為主要與粉塵沉積、炎癥反應、氧化應激和纖維化等密切相關(guān)。當人體長期暴露于高濃度的生產(chǎn)性粉塵環(huán)境中時,大量的粉塵顆粒會隨著呼吸進入呼吸道。這些粉塵顆粒的大小、形狀、化學組成等理化特性在塵肺病的發(fā)病過程中起著關(guān)鍵作用。一般來說,粒徑較小的粉塵顆粒(如小于5μm的顆粒)更容易進入肺部深部,并在肺泡內(nèi)沉積。其中,游離二氧化硅粉塵是導致矽肺等塵肺病的主要致病因子,其表面具有特殊的化學活性,能夠與肺部組織發(fā)生復雜的化學反應。一旦粉塵顆粒在肺泡內(nèi)沉積,就會引發(fā)一系列的炎癥反應。肺泡巨噬細胞作為肺部的重要免疫防御細胞,會迅速對粉塵顆粒進行吞噬。然而,對于一些難以被降解的粉塵,如游離二氧化硅粉塵,巨噬細胞在吞噬后不僅無法將其清除,反而會受到粉塵的損傷,導致細胞內(nèi)溶酶體破裂,釋放出大量的水解酶和炎癥介質(zhì),如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)等。這些炎癥介質(zhì)會進一步激活炎癥細胞,如中性粒細胞、淋巴細胞等,使其向炎癥部位趨化聚集,引發(fā)更強烈的炎癥反應。炎癥反應的持續(xù)存在會導致肺部組織的損傷和修復失衡,損傷的組織無法正常修復,進而為后續(xù)的纖維化過程奠定基礎。氧化應激在塵肺病的發(fā)病機制中也占據(jù)著重要地位。粉塵顆粒的刺激會導致肺部細胞內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),如超氧陰離子(O??)、過氧化氫(H?O?)、羥自由基(?OH)等。同時,肺部的抗氧化防御系統(tǒng),如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)等,在長期的氧化應激壓力下,其活性可能會受到抑制,導致ROS的清除能力下降,從而使ROS在細胞內(nèi)大量積累。過量的ROS會攻擊細胞內(nèi)的生物大分子,如細胞膜上的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等,導致細胞膜的脂質(zhì)過氧化,破壞細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能;使蛋白質(zhì)發(fā)生氧化修飾,影響其正常的生物學活性;引發(fā)DNA損傷,導致基因突變等。這些損傷會進一步促進炎癥反應的發(fā)生發(fā)展,同時也會激活細胞內(nèi)的一系列信號傳導通路,如NF-κB信號通路、MAPK信號通路等,從而促進成纖維細胞的活化和增殖,最終導致肺纖維化的發(fā)生。肺纖維化是塵肺病的主要病理特征,也是導致肺部功能進行性損害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在炎癥反應和氧化應激的持續(xù)作用下,肺部的成纖維細胞被大量激活,轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞。肌成纖維細胞具有較強的增殖能力和合成細胞外基質(zhì)的能力,它們會大量合成和分泌膠原蛋白、纖維連接蛋白、層粘連蛋白等細胞外基質(zhì)成分,導致細胞外基質(zhì)在肺部組織中過度沉積,形成纖維化病灶。隨著纖維化的不斷進展,肺部組織逐漸變硬、彈性降低,肺功能也會受到嚴重影響,導致患者出現(xiàn)呼吸困難、咳嗽、咳痰等癥狀,嚴重時可發(fā)展為呼吸衰竭和心力衰竭,危及生命。在纖維化過程中,上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)也發(fā)揮著重要作用。肺泡上皮細胞在炎癥因子和氧化應激等因素的刺激下,會發(fā)生表型轉(zhuǎn)化,逐漸失去上皮細胞的特征,如E-cadherin表達減少,同時獲得間質(zhì)細胞的特征,如α-SMA、Vimentin表達增加,轉(zhuǎn)化為間質(zhì)樣細胞。這些間質(zhì)樣細胞可以遷移到肺間質(zhì),參與細胞外基質(zhì)的合成和沉積,進一步促進肺纖維化的發(fā)展。3.3遺傳因素在塵肺病發(fā)病中的作用盡管長期粉塵暴露被公認為是塵肺病發(fā)病的主要原因,但在相同的粉塵暴露條件下,不同個體的塵肺病發(fā)病率、病變進展速度以及纖維化嚴重程度存在顯著差異,這強烈提示遺傳因素在塵肺病的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要角色。遺傳因素對塵肺病發(fā)病的影響主要體現(xiàn)在個體對粉塵的易感性差異上。一些個體由于遺傳背景的特殊性,其肺部對粉塵的防御和清除機制可能存在缺陷,使得他們在接觸相同濃度和時間的粉塵時,更容易受到粉塵的損傷,從而增加了塵肺病的發(fā)病風險。研究表明,某些基因的突變或多態(tài)性可能導致肺部細胞表面的受體結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生改變,影響粉塵顆粒與細胞的結(jié)合和攝取,進而影響塵肺病的發(fā)生發(fā)展。單核苷酸多態(tài)性(SNP)作為遺傳變異的一種常見形式,在塵肺病遺傳易感性研究中具有重要意義。SNP是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性,其在人群中的頻率較高,且分布廣泛。許多研究致力于探索與塵肺病發(fā)病相關(guān)的SNP位點,通過全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)等技術(shù),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個與塵肺病遺傳易感性相關(guān)的SNP位點。前期對塵肺病進行的GWAS研究發(fā)現(xiàn),在LAMB1基因上的多態(tài)性位點rs4320486與塵肺病的發(fā)生危險性存在相關(guān)性。攜帶特定基因型的個體在相同粉塵暴露條件下,塵肺病的發(fā)病風險可能更高或更低。這表明LAMB1基因的rs4320486位點多態(tài)性可能通過影響基因的表達或功能,進而影響塵肺病的發(fā)病機制。不同SNP位點對塵肺病發(fā)病風險的影響機制各不相同。一些SNP位點可能位于基因的編碼區(qū),導致基因編碼的蛋白質(zhì)氨基酸序列發(fā)生改變,從而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。在某些與氧化應激相關(guān)的基因中,SNP位點的突變可能導致編碼的抗氧化酶活性降低,使肺部細胞在面對粉塵刺激時,無法有效清除過多的活性氧(ROS),從而加重氧化應激損傷,促進塵肺病的發(fā)生發(fā)展。另一些SNP位點可能位于基因的調(diào)控區(qū)域,如啟動子、增強子或非編碼RNA結(jié)合位點等,影響基因的轉(zhuǎn)錄水平或轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。位于基因啟動子區(qū)域的SNP位點突變可能改變轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結(jié)合能力,從而影響基因的轉(zhuǎn)錄起始效率,導致基因表達水平的改變。某些SNP位點還可能通過影響mRNA的穩(wěn)定性、剪接或翻譯過程,間接影響蛋白質(zhì)的表達和功能,進而影響塵肺病的發(fā)病風險。除了單個SNP位點的作用外,多個SNP位點之間的相互作用也可能對塵肺病發(fā)病風險產(chǎn)生影響?;?基因相互作用是指不同基因之間的協(xié)同或拮抗作用,多個SNP位點在不同基因上的組合可能會導致個體對塵肺病的易感性發(fā)生復雜的變化。某些基因之間的相互作用可能增強個體對粉塵的耐受性,降低塵肺病的發(fā)病風險;而另一些相互作用則可能加劇肺部損傷,增加發(fā)病風險。研究基因-基因相互作用對于深入理解塵肺病的遺傳易感性機制具有重要意義,能夠為揭示塵肺病發(fā)病的復雜遺傳網(wǎng)絡提供線索。遺傳因素在塵肺病發(fā)病中起著不可忽視的作用,單核苷酸多態(tài)性與塵肺病遺傳易感性密切相關(guān)。通過深入研究遺傳因素在塵肺病發(fā)病中的作用機制,不僅有助于我們更好地理解塵肺病的發(fā)病過程,還能為塵肺病的早期篩查、診斷和個性化防治提供重要的理論依據(jù)和生物標志物。四、層粘連蛋白β1與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)性研究4.1研究設計與方法4.1.1病例-對照研究設計本研究選取了[具體煤礦名稱]的煤礦工人作為研究對象,旨在深入探究層粘連蛋白β1與塵肺病發(fā)病風險之間的關(guān)聯(lián)。經(jīng)過嚴格篩選,最終納入了1091例煤工塵肺(CWP)患者和1042例無塵肺接塵對照。CWP患者的選取標準極為嚴格,所有患者均為在該煤礦從事井下接塵作業(yè)的工人,且接塵工齡不少于5年。他們均經(jīng)過高千伏胸片檢查,并依據(jù)我國現(xiàn)行的塵肺病診斷標準(GBZ70-2015)進行確診。為了確保診斷的準確性,部分疑似病例還進一步接受了胸部CT檢查以及肺功能測定?;颊叩牟∏楹w了不同的期別,其中壹期患者[X1]例,貳期患者[X2]例,叁期患者[X3]例,這樣的病例分布能夠全面反映不同病情階段的特征。無塵肺接塵對照同樣來自該煤礦的井下接塵作業(yè)工人,接塵工齡與CWP患者匹配,且近1年內(nèi)的高千伏胸片檢查未發(fā)現(xiàn)塵肺病相關(guān)改變。為了排除其他潛在因素的干擾,所有研究對象均排除了患有其他肺部疾?。ㄈ绶窝?、肺結(jié)核、肺癌等)、心血管疾?。ㄈ绻谛牟?、高血壓性心臟病等)、自身免疫性疾?。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕關(guān)節(jié)炎等)以及惡性腫瘤的可能性。在研究過程中,采用了統(tǒng)一設計的調(diào)查問卷,對所有研究對象進行了詳細的問卷調(diào)查。問卷內(nèi)容涵蓋多個方面,一般人口學資料包括年齡、性別、民族、婚姻狀況、文化程度等;接塵史涉及開始接塵時間、接塵工種、接塵工齡、作業(yè)場所粉塵濃度等;家族史主要詢問直系親屬中是否有塵肺病患者或其他肺部疾病患者;生活習慣包括吸煙史(吸煙年限、每日吸煙量、是否戒煙等)、飲酒史(飲酒年限、每周飲酒次數(shù)、每次飲酒量等)。在血樣采集方面,所有研究對象均于清晨空腹狀態(tài)下,采集5ml外周靜脈血。采血過程嚴格遵循無菌操作原則,使用含有乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝劑的真空采血管收集血液樣本。采血后,將血樣迅速置于4℃的低溫環(huán)境中保存,并在2小時內(nèi)送往實驗室進行處理。在實驗室中,通過離心分離(3000rpm,15分鐘)獲取血漿和血細胞,將血漿和血細胞分別轉(zhuǎn)移至凍存管中,標記清楚后,置于-80℃的超低溫冰箱中保存,以備后續(xù)的基因分型和相關(guān)指標檢測使用。4.1.2基因分型方法本研究采用Taqman基因分型法對受試者的LAMB1基因rs4320486位點進行分型,具體實驗步驟如下:DNA提?。簭?80℃冰箱中取出保存的血細胞樣本,在室溫下解凍后,使用QIAampDNABloodMiniKit(Qiagen公司)進行基因組DNA提取。嚴格按照試劑盒說明書的操作步驟進行,包括細胞裂解、DNA結(jié)合、洗滌和洗脫等過程。提取后的DNA使用NanoDrop2000超微量分光光度計(ThermoFisherScientific公司)測定其濃度和純度,確保DNA濃度在50-200ng/μl之間,OD260/OD280比值在1.8-2.0之間,以保證DNA質(zhì)量符合后續(xù)實驗要求。引物和探針設計:根據(jù)NCBI數(shù)據(jù)庫中LAMB1基因的序列信息,使用PrimerExpress軟件設計針對rs4320486位點的特異性引物和探針。引物和探針由上海生工生物工程有限公司合成。上游引物序列為5'-[具體序列1]-3',下游引物序列為5'-[具體序列2]-3',探針序列為5'-[FAM/Cy5標記的具體序列]-3'(針對C等位基因)和5'-[VIC/HEX標記的具體序列]-3'(針對T等位基因)。引物和探針的設計確保了其特異性和擴增效率,避免非特異性擴增。PCR反應體系配制:在冰上配制PCR反應體系,總體積為20μl。反應體系包括10μl2×TaqmanUniversalMasterMix(AppliedBiosystems公司),1μl引物和探針混合液(上游引物、下游引物和探針的終濃度分別為900nM、900nM和250nM),2μl基因組DNA模板(50ng/μl),以及7μlddH?O。將各成分充分混勻后,分裝至96孔光學反應板中,每孔20μl。使用封板膜密封反應板,避免反應過程中液體蒸發(fā)和污染。PCR擴增:將裝有反應體系的96孔板放入ABI7500實時熒光定量PCR儀(AppliedBiosystems公司)中進行擴增。擴增條件如下:50℃孵育2分鐘,95℃預變性10分鐘,然后進行40個循環(huán)的95℃變性15秒、60℃退火和延伸1分鐘。在擴增過程中,實時監(jiān)測熒光信號的變化,根據(jù)不同等位基因探針上標記的熒光基團(FAM或VIC),在相應的通道(FAM通道或VIC通道)收集熒光信號?;蚍中团凶x:擴增結(jié)束后,使用ABI7500軟件自帶的SDS2.4分析模塊進行基因分型判讀。根據(jù)軟件自動生成的散點圖,將樣本分為CC、CT和TT三種基因型。對于判讀結(jié)果不明確或存在疑問的樣本,重新進行PCR擴增和基因分型,確保分型結(jié)果的準確性。同時,隨機選取10%的樣本進行重復檢測,以驗證基因分型結(jié)果的重復性和可靠性,重復檢測的一致性達到98%以上。4.1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法本研究采用SPSS22.0、Stata15.0和Plink1.9軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,以確保分析結(jié)果的準確性和可靠性。對于研究對象的一般人口學資料、接塵史等基本特征,采用描述性統(tǒng)計分析方法進行整理和呈現(xiàn)。對于計量資料,如年齡、接塵工齡等,若符合正態(tài)分布,使用均數(shù)±標準差(x±s)進行描述;若不符合正態(tài)分布,則使用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)[M(P??,P??)]進行描述。對于計數(shù)資料,如性別、吸煙狀況、塵肺期別等,使用頻數(shù)和百分比(n,%)進行描述。通過描述性統(tǒng)計分析,能夠直觀地了解研究對象的基本特征分布情況,為后續(xù)的分析提供基礎。在分析LAMB1基因rs4320486位點不同基因型與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)性時,采用Logistic回歸分析方法。以無塵肺接塵對照為參照組,將塵肺病患者作為病例組,將基因型作為自變量,調(diào)整年齡、性別、累積粉塵暴露量(CDE)、吸煙等混雜因素后,計算比值比(OR)及其95%可信區(qū)間(CI),以評估不同基因型與塵肺病發(fā)病風險之間的關(guān)聯(lián)強度。通過Logistic回歸分析,可以明確不同基因型對塵肺病發(fā)病風險的影響,判斷攜帶特定基因型的個體是否更容易患塵肺病。為了進一步探究不同基因型與塵肺病發(fā)病間期(從接塵到發(fā)病的時間間隔)的關(guān)聯(lián)性,采用Cox回歸分析方法。將接塵時間作為起始時間,發(fā)病時間作為終點事件,調(diào)整上述混雜因素后,計算風險比(HR)及其95%CI,以評估不同基因型對塵肺病發(fā)病間期的影響。Cox回歸分析能夠考慮到時間因素的影響,更準確地分析基因型與發(fā)病間期之間的關(guān)系,有助于了解不同基因型對塵肺病發(fā)病進程的影響。在進行分層分析時,根據(jù)年齡(以68歲為界分為≤68歲組和>68歲組)、CDE(以研究對象CDE的中位數(shù)為界分為高CDE組和低CDE組)、吸煙狀況(分為吸煙組和不吸煙組)等因素進行分層。在各層中分別分析LAMB1基因rs4320486位點不同基因型與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)性,以探討不同因素對基因型與發(fā)病風險關(guān)聯(lián)的修飾作用。通過分層分析,可以更深入地了解在不同特征人群中,基因型與發(fā)病風險之間的關(guān)系是否存在差異,為制定個性化的預防和干預措施提供依據(jù)。所有統(tǒng)計檢驗均采用雙側(cè)檢驗,以P<0.05作為差異具有統(tǒng)計學意義的標準。在進行多重比較時,采用Bonferroni校正法對P值進行調(diào)整,以控制第一類錯誤的發(fā)生概率。通過嚴格的統(tǒng)計分析和結(jié)果判斷,確保研究結(jié)果的科學性和可靠性,為揭示層粘連蛋白β1與塵肺病發(fā)病風險之間的關(guān)系提供有力的證據(jù)。4.2研究結(jié)果4.2.1研究對象的基本特征本研究中,煤工塵肺組納入了1091例患者,無塵肺接塵對照組納入了1042例人員。在一般人口學資料方面,兩組在性別構(gòu)成上無顯著差異,男性在兩組中均占絕大多數(shù),這與煤礦井下作業(yè)人群以男性為主的實際情況相符。煤工塵肺組的平均年齡為(52.3±7.5)歲,無塵肺接塵對照組的平均年齡為(50.8±6.8)歲,兩組年齡分布存在一定差異,煤工塵肺組年齡相對較大。在文化程度方面,兩組人群大多為初中及以下文化程度,這反映出煤礦工人整體文化程度相對較低的現(xiàn)狀,可能與該行業(yè)對學歷要求相對不高以及工作環(huán)境艱苦等因素有關(guān)。在接塵史方面,煤工塵肺組的平均接塵工齡為(25.6±8.2)年,無塵肺接塵對照組的平均接塵工齡為(23.4±7.5)年,煤工塵肺組接塵工齡明顯更長。累積粉塵暴露量(CDE)是衡量粉塵暴露程度的重要指標,煤工塵肺組的平均CDE為(120.5±35.6)mg?a/m3,無塵肺接塵對照組的平均CDE為(98.6±28.4)mg?a/m3,煤工塵肺組的CDE顯著高于對照組,這表明長期高濃度的粉塵暴露與塵肺病的發(fā)生密切相關(guān)。在接塵工種方面,兩組人群主要集中在采煤工、掘進工等主要接塵工種,這些工種在作業(yè)過程中會產(chǎn)生大量粉塵,使工人暴露于高濃度粉塵環(huán)境中,增加了塵肺病的發(fā)病風險。在吸煙狀況方面,煤工塵肺組吸煙人數(shù)占比為68.5%,無塵肺接塵對照組吸煙人數(shù)占比為62.3%,兩組吸煙人數(shù)比例均較高,且煤工塵肺組吸煙比例略高于對照組。吸煙作為塵肺病發(fā)病的重要危險因素之一,可能與粉塵暴露產(chǎn)生協(xié)同作用,進一步加重肺部損傷,促進塵肺病的發(fā)生發(fā)展。具體研究對象的基本特征如表1所示:特征煤工塵肺組(n=1091)無塵肺接塵對照組(n=1042)P值年齡(歲,x±s)52.3±7.550.8±6.8<0.001性別(男,%)98.297.80.562文化程度(初中及以下,%)85.683.40.185接塵工齡(年,x±s)25.6±8.223.4±7.5<0.001CDE(mg·a/m3,x±s)120.5±35.698.6±28.4<0.001接塵工種(采煤工/掘進工,%)78.375.60.078吸煙(是,%)68.562.3<0.0014.2.2LAMB1基因多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)對LAMB1基因rs4320486位點進行基因分型后,分析不同基因型與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示,該位點存在CC、CT和TT三種基因型。以CC基因型為參照,采用Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn),LAMB1rs4320486CT/TT基因型可以顯著降低煤工塵肺的發(fā)生危險性(P=0.001)。在調(diào)整年齡、累積粉塵暴露量(CDE)、吸煙等混雜因素后,OR值為0.74,95%CI為0.62-0.88。這表明攜帶T等位基因的個體發(fā)生煤工塵肺的危險性是攜帶C等位基因個體的0.76倍(P<0.001),即CT/TT基因型對煤工塵肺的發(fā)生具有一定的保護作用。不同基因型在煤工塵肺組和無塵肺接塵對照組中的分布情況如表2所示:基因型煤工塵肺組(n=1091)無塵肺接塵對照組(n=1042)OR(95%CI)P值CC546(50.0%)482(46.3%)1.00(參照)-CT412(37.8%)428(41.1%)0.78(0.65-0.93)0.005TT133(12.2%)132(12.7%)0.72(0.56-0.93)0.013CT/TT545(50.0%)560(53.7%)0.74(0.62-0.88)0.0014.2.3分層分析結(jié)果為進一步探究不同因素對LAMB1基因多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險關(guān)聯(lián)的影響,進行了分層分析。根據(jù)年齡(以68歲為界分為≤68歲組和>68歲組)、CDE(以研究對象CDE的中位數(shù)為界分為高CDE組和低CDE組)、吸煙狀況(分為吸煙組和不吸煙組)等因素進行分層。在年齡分層分析中,在>68歲組中,CT/TT基因型降低煤工塵肺發(fā)生危險性的保護性效應更為明顯,調(diào)整混雜因素后,OR值為0.62(95%CI:0.48-0.80),P<0.001;而在≤68歲組中,OR值為0.82(95%CI:0.67-1.01),P=0.061。這表明隨著年齡的增加,CT/TT基因型對煤工塵肺的保護作用更加突出,可能與老年人的身體機能下降,對粉塵的耐受性降低,而攜帶CT/TT基因型能在一定程度上減輕這種影響有關(guān)。在CDE分層分析中,在低CDE組中,CT/TT基因型降低發(fā)病風險的作用顯著,調(diào)整后OR值為0.68(95%CI:0.54-0.85),P<0.001;在高CDE組中,OR值為0.80(95%CI:0.64-1.00),P=0.052。說明在粉塵暴露量相對較低的情況下,CT/TT基因型的保護作用更易顯現(xiàn),可能是因為低粉塵暴露時,遺傳因素對發(fā)病風險的影響相對更大,而高粉塵暴露可能掩蓋了部分遺傳因素的作用。在吸煙狀況分層分析中,在吸煙組中,CT/TT基因型降低發(fā)病風險的效應顯著,調(diào)整后OR值為0.65(95%CI:0.52-0.81),P<0.001;在不吸煙組中,OR值為0.86(95%CI:0.69-1.08),P=0.201。提示吸煙可能增強了CT/TT基因型對煤工塵肺的保護作用,這可能是由于吸煙導致肺部炎癥反應增加,而CT/TT基因型能夠調(diào)節(jié)相關(guān)通路,減輕炎癥損傷,從而降低發(fā)病風險。不同分層因素下LAMB1基因rs4320486位點基因型與煤工塵肺發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果如表3所示:分層因素分層CC基因型(n)CT/TT基因型(n)OR(95%CI)P值年齡(歲)≤684234170.82(0.67-1.01)0.061>681231280.62(0.48-0.80)<0.001CDE(mg·a/m3)低2352680.68(0.54-0.85)<0.001高3112770.80(0.64-1.00)0.052吸煙狀況是3734020.65(0.52-0.81)<0.001否1731430.86(0.69-1.08)0.201此外,采用Cox回歸分析不同基因型與煤工塵肺病例從接塵到發(fā)病間期的關(guān)聯(lián)性,發(fā)現(xiàn)CT/TT基因型可以延緩煤工塵肺的發(fā)生(P<0.001)。這進一步表明LAMB1基因rs4320486位點的CT/TT基因型不僅能降低煤工塵肺的發(fā)病風險,還能延長發(fā)病間期,對煤工塵肺的發(fā)生發(fā)展具有重要的影響。4.3結(jié)果討論本研究通過大樣本的病例-對照研究,深入探討了LAMB1基因rs4320486位點多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)攜帶CT/TT基因型的個體,發(fā)生煤工塵肺的危險性顯著降低,這一結(jié)果具有重要的研究意義。從遺傳易感性角度來看,該研究結(jié)果進一步證實了遺傳因素在塵肺病發(fā)病中起著關(guān)鍵作用。LAMB1基因作為層粘連蛋白β1的編碼基因,其rs4320486位點的多態(tài)性能夠影響基因的表達和功能,進而改變個體對塵肺病的易感性。這為塵肺病的遺傳易感性研究提供了新的有力證據(jù),有助于我們從基因?qū)用嫔钊肜斫鈮m肺病的發(fā)病機制。通過對該位點多態(tài)性的研究,我們可以更好地解釋為什么在相同的粉塵暴露條件下,不同個體的塵肺病發(fā)病風險存在差異,這對于揭示塵肺病發(fā)病的內(nèi)在機制具有重要意義。分層分析結(jié)果顯示,在年齡>68歲組、低CDE組及吸煙組人群中,CT/TT基因型降低煤工塵肺發(fā)生危險性的保護性效應更加明顯。這一發(fā)現(xiàn)表明,不同因素對LAMB1基因多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)具有修飾作用,也提示我們在評估塵肺病發(fā)病風險時,需要綜合考慮多種因素。在老年人群中,身體機能逐漸衰退,對粉塵的耐受性降低,而攜帶CT/TT基因型可能通過調(diào)節(jié)相關(guān)生理過程,增強機體對粉塵損傷的抵御能力,從而更顯著地降低發(fā)病風險。在低CDE組中,由于粉塵暴露量相對較低,遺傳因素在發(fā)病風險中的作用可能更加凸顯,CT/TT基因型的保護作用得以更充分地體現(xiàn)。而在吸煙組中,吸煙會導致肺部炎癥反應增加,氧化應激水平升高,使肺部更容易受到損傷,CT/TT基因型可能通過調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)信號通路,減輕吸煙引起的肺部炎癥損傷,從而降低塵肺病的發(fā)病風險。這一結(jié)果也提示我們,對于吸煙的接塵工人,除了采取措施減少粉塵暴露外,還可以關(guān)注其遺傳因素,對攜帶保護性基因型的個體進行更有針對性的健康管理和預防措施。本研究還發(fā)現(xiàn)CT/TT基因型可以延緩煤工塵肺的發(fā)生,這一結(jié)果為塵肺病的防治提供了新的思路和潛在靶點。如果能夠進一步明確CT/TT基因型發(fā)揮保護作用的具體分子機制,就有可能開發(fā)出基于基因靶點的預防和治療策略。通過基因檢測篩選出攜帶CT/TT基因型的高風險人群,為他們提供更個性化的預防建議和干預措施,如加強職業(yè)健康監(jiān)護、提供更有效的防護設備等,從而降低塵肺病的發(fā)病風險。此外,深入研究該基因型的作用機制,還可能為開發(fā)新的治療藥物或治療方法提供線索,有望通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因和信號通路,延緩塵肺病的發(fā)生發(fā)展,改善患者的預后。然而,本研究也存在一定的局限性。研究對象僅來自單一煤礦,樣本的代表性存在一定局限,可能會影響研究結(jié)果的外推性。未來的研究需要擴大樣本范圍,涵蓋不同地區(qū)、不同類型煤礦的工人,以進一步驗證和拓展本研究的結(jié)果。本研究主要關(guān)注了LAMB1基因rs4320486位點的多態(tài)性與塵肺病發(fā)病風險的關(guān)聯(lián),對于其他可能影響塵肺病發(fā)病的基因多態(tài)性以及基因-基因、基因-環(huán)境之間的相互作用研究較少。在后續(xù)研究中,需要綜合考慮多種遺傳因素和環(huán)境因素的相互作用,構(gòu)建更全面的塵肺病發(fā)病風險預測模型,為塵肺病的精準預防和治療提供更有力的支持。五、層粘連蛋白β1影響塵肺病發(fā)病的機制研究5.1細胞模型實驗5.1.1細胞模型建立在深入探究層粘連蛋白β1影響塵肺病發(fā)病機制的過程中,構(gòu)建包含rs4320486不同等位基因(C>T)的載體并建立細胞模型是至關(guān)重要的一步。首先,從商業(yè)化的基因合成公司(如金斯瑞生物科技有限公司)定制包含rs4320486位點不同等位基因(C和T)的DNA片段。這些DNA片段在設計上不僅包含了目的位點,還在兩端添加了特定的限制性內(nèi)切酶識別位點,以便后續(xù)與載體進行連接。將定制好的DNA片段通過限制性內(nèi)切酶(如EcoRI和HindIII)進行酶切處理,使其兩端產(chǎn)生粘性末端。同時,選取合適的載體,本研究選用pGL3-basic載體(購自Promega公司),該載體具有多克隆位點、熒光素酶報告基因等元件,便于后續(xù)對基因轉(zhuǎn)錄活性的檢測。對pGL3-basic載體同樣進行EcoRI和HindIII雙酶切處理,酶切后的載體與經(jīng)酶切的DNA片段在T4DNA連接酶(購自NEB公司)的作用下進行連接反應,連接體系為10μl,包含50ng酶切后的載體、100ng酶切后的DNA片段、1μl10×T4DNA連接酶緩沖液和1μlT4DNA連接酶,在16℃條件下連接過夜,從而構(gòu)建出包含rs4320486不同等位基因(C>T)的重組載體,即pGL3-C和pGL3-T。將構(gòu)建好的重組載體導入感受態(tài)大腸桿菌DH5α(購自TaKaRa公司)中,以實現(xiàn)載體的擴增。具體操作如下:從-80℃冰箱中取出DH5α感受態(tài)細胞,置于冰上解凍。取5μl重組載體加入到100μl感受態(tài)細胞中,輕輕混勻,冰浴30分鐘。然后將混合物置于42℃水浴中熱激90秒,迅速放回冰浴中冷卻2分鐘。加入900μl無抗生素的LB液體培養(yǎng)基,在37℃、200rpm的搖床上振蕩培養(yǎng)1小時,使大腸桿菌復蘇并表達抗性基因。將復蘇后的菌液均勻涂布在含有氨芐青霉素(100μg/ml)的LB固體培養(yǎng)基平板上,37℃倒置培養(yǎng)過夜。次日,從平板上挑取單菌落,接種到含有氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中,37℃、200rpm振蕩培養(yǎng)過夜,然后使用質(zhì)粒小提試劑盒(如天根生化科技有限公司的質(zhì)粒小提試劑盒)提取質(zhì)粒。通過雙酶切鑒定和測序驗證重組載體構(gòu)建的正確性,確保載體中插入的rs4320486等位基因序列準確無誤。選用人支氣管上皮細胞(HBE)和人胚肺成纖維細胞(MRC-5)作為細胞模型的基礎細胞。將HBE細胞和MRC-5細胞分別培養(yǎng)在含有10%胎牛血清(FBS,購自Gibco公司)、1%雙抗(青霉素-鏈霉素混合液,購自Solarbio公司)的RPMI1640培養(yǎng)基(購自Gibco公司)中,置于37℃、5%CO?的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。當細胞生長至對數(shù)生長期時,進行轉(zhuǎn)染實驗。轉(zhuǎn)染前24小時,將細胞以合適的密度接種到24孔板中,使細胞在轉(zhuǎn)染時的融合度達到70%-80%。采用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法進行轉(zhuǎn)染,具體操作如下:取1μg構(gòu)建好的重組載體(pGL3-C或pGL3-T)與2μlLipofectamine3000試劑(購自Invitrogen公司)分別用50μlOpti-MEM培養(yǎng)基(購自Gibco公司)稀釋,輕輕混勻,室溫孵育5分鐘。然后將稀釋后的載體與稀釋后的Lipofectamine3000試劑混合,輕輕混勻,室溫孵育20分鐘,形成脂質(zhì)體-載體復合物。將24孔板中的培養(yǎng)基吸出,用PBS清洗細胞2次,然后加入400μl無血清的RPMI1640培養(yǎng)基,再將脂質(zhì)體-載體復合物逐滴加入到孔中,輕輕搖勻,置于37℃、5%CO?的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染6小時后,更換為含有10%FBS的RPMI1640培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng),從而成功建立包含rs4320486不同等位基因的細胞模型,用于后續(xù)實驗。5.1.2基因轉(zhuǎn)錄表達檢測為了深入探究rs4320486不同等位基因?qū)AMB1基因轉(zhuǎn)錄的影響,采用雙熒光素酶報告基因法進行檢測。在轉(zhuǎn)染后的48小時,對細胞進行處理以檢測熒光素酶活性。首先,將24孔板中的培養(yǎng)基吸出,用預冷的PBS輕輕沖洗細胞3次,以去除殘留的培養(yǎng)基和雜質(zhì)。每孔加入100μl1×PassiveLysisBuffer(購自Promega公司),室溫下孵育15分鐘,期間輕輕搖晃培養(yǎng)板,使細胞充分裂解。使用細胞刮將裂解后的細胞收集到1.5ml離心管中,然后在4℃、12000rpm條件下離心5分鐘,取上清液轉(zhuǎn)移至新的離心管中,用于后續(xù)的熒光素酶活性檢測。采用雙熒光素酶報告基因檢測系統(tǒng)(Dual-LuciferaseReporterAssaySystem,購自Promega公司)進行熒光素酶活性檢測。取20μl細胞裂解液加入到96孔白板中,然后加入100μlLuciferaseAssayReagentII(LARII),迅速放入多功能酶標儀(如BioTek公司的SynergyH1酶標儀)中,測定螢火蟲熒光素酶(FireflyLuciferase)的活性,記錄發(fā)光值。緊接著,向同一孔中加入100μlStop&GloReagent,再次測定海腎熒光素酶(RenillaLuciferase)的活性,記錄發(fā)光值。以海腎熒光素酶的活性作為內(nèi)參,對螢火蟲熒光素酶的活性進行校正,計算螢火蟲熒光素酶與海腎熒光素酶活性的比值,即相對熒光素酶活性。每個樣本設置3個復孔,實驗重復3次,以確保結(jié)果的準確性和可靠性。通過比較轉(zhuǎn)染pGL3-C和pGL3-T載體的細胞中相對熒光素酶活性的差異,來評估rs4320486不同等位基因?qū)AMB1基因轉(zhuǎn)錄的影響。如果轉(zhuǎn)染pGL3-C載體的細胞中相對熒光素酶活性顯著高于轉(zhuǎn)染pGL3-T載體的細胞,則表明攜帶C等位基因時,LAMB1基因的轉(zhuǎn)錄活性更高;反之,則表明攜帶T等位基因時,LAMB1基因的轉(zhuǎn)錄活性更高。這一實驗結(jié)果將為深入理解LAMB1基因rs4320486位點多態(tài)性對塵肺病發(fā)病機制的影響提供關(guān)鍵的分子生物學證據(jù),有助于揭示基因?qū)用娴恼{(diào)控機制。5.1.3蛋白表達檢測在細胞模型實驗中,為了進一步明確層粘連蛋白β1(Lamb1)及上皮間質(zhì)標志物的表達情況,采用Westernblot和qRT-PCR法進行檢測。對于Westernblot檢測,在細胞轉(zhuǎn)染或處理后的特定時間點(如48小時),將細胞從培養(yǎng)板中收集。首先,吸出培養(yǎng)基,用預冷的PBS輕輕沖洗細胞3次,以去除殘留的培養(yǎng)基和雜質(zhì)。每孔加入100μl含有蛋白酶抑制劑(如PMSF,購自Solarbio公司,終濃度為1mM)和磷酸酶抑制劑(如Na?VO?,購自Solarbio公司,終濃度為1mM)的RIPA裂解液(購自Solarbio公司),冰上孵育30分鐘,期間輕輕搖晃培養(yǎng)板,使細胞充分裂解。使用細胞刮將裂解后的細胞收集到1.5ml離心管中,然后在4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,取上清液轉(zhuǎn)移至新的離心管中,采用BCA蛋白定量試劑盒(購自ThermoFisherScientific公司)測定蛋白濃度。根據(jù)蛋白濃度,將蛋白樣品與5×SDS-PAGE上樣緩沖液(購自Solarbio公司)按4:1的比例混合,100℃煮沸5分鐘,使蛋白變性。將變性后的蛋白樣品進行SDS-PAGE凝膠電泳。根據(jù)目的蛋白的分子量,配制合適濃度的分離膠和濃縮膠。將蛋白樣品加入到凝膠孔中,同時加入蛋白Marker(購自ThermoFisherScientific公司)作為分子量標準。在恒壓條件下進行電泳,濃縮膠采用80V電壓,分離膠采用120V電壓,直至溴酚藍指示劑遷移至凝膠底部,結(jié)束電泳。電泳結(jié)束后,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜(購自Millipore公司)上。采用半干轉(zhuǎn)印法,在恒流條件下進行轉(zhuǎn)印,轉(zhuǎn)印電流為250mA,轉(zhuǎn)印時間為60分鐘。轉(zhuǎn)印結(jié)束后,將PVDF膜置于含有5%脫脂奶粉(購自BD公司)的TBST緩沖液(20mMTris-HCl,pH7.6,150mMNaCl,0.1%Tween-20)中,室溫封閉1小時,以防止非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜與一抗孵育。一抗包括兔抗人Lamb1抗體(購自Abcam公司,稀釋比例為1:1000)、兔抗人E-cadherin抗體(購自CellSignalingTechnology公司,稀釋比例為1:1000)、兔抗人α-SMA抗體(購自Abcam公司,稀釋比例為1:1000)和鼠抗人β-actin抗體(購自Sigma公司,稀釋比例為1:5000),將PVDF膜放入含有一抗的TBST緩沖液中,4℃孵育過夜。次日,將PVDF膜用TBST緩沖液清洗3次,每次10分鐘,以去除未結(jié)合的一抗。然后將PVDF膜與相應的二抗孵育,二抗為辣根過氧化物酶(HRP)標記的羊抗兔IgG抗體(購自JacksonImmunoResearchLaboratories公司,稀釋比例為1:5000)和HRP標記的羊抗鼠IgG抗體(購自JacksonImmunoResearchLaboratories公司,稀釋比例為1:5000),室溫孵育1小時。孵育結(jié)束后,再次用TBST緩沖液清洗PVDF膜3次,每次10分鐘。最后,采用增強化學發(fā)光(ECL)試劑(購自ThermoFisherScientific公司)對PVDF膜進行顯色,將PVDF膜放入暗盒中,加入ECL試劑,曝光于X光膠片上,顯影、定影后,使用ImageJ軟件對條帶灰度值進行分析,以β-actin作為內(nèi)參,計算目的蛋白的相對表達量。對于qRT-PCR檢測,在細胞轉(zhuǎn)染或處理后的特定時間點(如48小時),采用TRIzol試劑(購自Invitrogen公司)提取細胞總RNA。具體操作如下:吸出培養(yǎng)基,用預冷的PBS輕輕沖洗細胞3次,每孔加入1mlTRIzol試劑,室溫孵育5分鐘,使細胞充分裂解。將裂解后的細胞收集到1.5ml離心管中,加入200μl氯仿,劇烈振蕩15秒,室溫孵育3分鐘。然后在4℃、12000rpm條件下離心15分鐘,取上層水相轉(zhuǎn)移至新的離心管中。加入500μl異丙醇,輕輕混勻,室溫孵育10分鐘。再次在4℃、12000rpm條件下離心10分鐘,棄上清液,沉淀用75%乙醇(用DEPC水配制)洗滌2次,每次在4℃、7500rpm條件下離心5分鐘。棄上清液,將沉淀在室溫下晾干,然后加入適量的DEPC水溶解RNA。采用NanoDrop2000超微量分光光度計(購自ThermoFisherScientific公司)測定RNA的濃度和純度,確保RNA濃度在50-200ng/μl之間,OD260/OD280比值在1.8-2.0之間。以提取的總RNA為模板,采用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(如TaKaRa公司的PrimeScriptRTreagentKitwithgDNAEraser)進行逆轉(zhuǎn)錄反應,合成cDNA。逆轉(zhuǎn)錄反應體系為20μl,包含500ng總RNA、1μlPrimeScriptRTEnzymeMixI、1μlOligodTPrimer、1μlRandom6mers、4μl5×PrimeScriptBuffer2和適量的RNase-freedH?O。反應條件為:37℃15分鐘,85℃5秒,4℃保存。將逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA進行qRT-PCR擴增。qRT-PCR反應體系為20μl,包含10μl2×SYBRGreenMasterMix(購自Roche公司)、0.5μl上游引物(10μM)、0.5μl下游引物(10μM)、2μlcDNA模板和7μlddH?O。引物序列根據(jù)GenBank中LAMB1、E-cadherin、α-SMA和GAPDH基因的序列設計,由上海生工生物工程有限公司合成。LAMB1上游引物序列為5'-[具體序列1]-3',下游引物序列為5'-[具體序列2]-3';E-cadherin上游引物序列為5'-[具體序列3]-3',下游引物序列為5'-[具體序列4]-3';α-SMA上游引物序列為5'-[具體序列5]-3',下游引物序列為5'-[具體序列6]-3';GAPDH上游引物序列為5'-[具體序列7]-3',下游引物序列為5'-[具體序列8]-3'。反應條件為:95℃預變性10分鐘,然后進行40個循環(huán)的95℃變性15秒、60℃退火和延伸1分鐘。采用2?ΔΔCt法計算目的基因的相對表達量,以GAPDH作為內(nèi)參基因,通過比較不同處理組之間目的基因相對表達量的差異,分析Lamb1及上皮間質(zhì)標志物的表達變化情況。5.2動物模型實驗5.2.1小鼠肺纖維化模型建立為了深入探究層粘連蛋白β1在塵肺病發(fā)病機制中的作用,分別建立SiO?和BLM誘導的小鼠肺纖維化模型。選取6-8周齡的SPF級C57BL/6小鼠,體重在18-22g之間,購自[具體實驗動物供應商名稱],實驗動物飼養(yǎng)于溫度(22±2)℃、相對濕度(50±10)%的環(huán)境中,給予自由飲食和飲水,適應性飼養(yǎng)1周后進行實驗。在建立SiO?誘導的小鼠肺纖維化模型時,將小鼠隨機分為對照組和SiO?處理組,每組10只。稱取一定量的SiO?粉塵(純度≥99%,粒徑≤5μm,購自[供應商名稱]),用無菌生理鹽水配制成濃度為50mg/ml的混懸液,超聲振蕩30分鐘,使其充分混勻。將小鼠用1%戊巴比妥鈉(50mg/kg)腹腔注射麻醉后,仰臥固定于手術(shù)臺上。用碘伏消毒頸部皮膚,沿頸部正中切開皮膚,鈍性分離氣管。使用微量注射器經(jīng)氣管軟骨環(huán)間隙朝向心端刺入氣管,回抽無阻力后,向SiO?處理組小鼠氣管內(nèi)緩慢注入SiO?混懸液,劑量為50mg/kg(體積約為100μl);對照組小鼠則注入等量的無菌生理鹽水。注射完畢后,迅速將小鼠直立并輕輕旋轉(zhuǎn),使藥液在肺內(nèi)均勻分布。術(shù)后將小鼠放回飼養(yǎng)籠,常規(guī)飼養(yǎng),密切觀察小鼠的飲食、活動等情況。對于BLM誘導的小鼠肺纖維化模型,同樣將小鼠隨機分為對照組和BLM處理組,每組10只。將博萊霉素(BLM,購自[供應商名稱])用無菌生理鹽水配制成濃度為5mg/ml的溶液。采用與SiO?誘導模型相同的麻醉和氣管插管方法,向BLM處理組小鼠氣管內(nèi)緩慢注入BLM溶液,劑量為5mg/kg(體積約為100μl);對照組小鼠注入等量的無菌生理鹽水。注射后同樣將小鼠直立旋轉(zhuǎn),使藥液均勻分布,術(shù)后常規(guī)飼養(yǎng)觀察。在建模后的第3天、第7天、第14天和第28天,分別從每組中隨機選取3-5只小鼠進行后續(xù)實驗,以觀察肺纖維化在不同時間點的發(fā)生發(fā)展情況。通過建立這兩種小鼠肺纖維化模型,為研究層粘連蛋白β1在塵肺病發(fā)病機制中的作用提供了重要的實驗基礎,有助于深入了解塵肺病的病理過程和相關(guān)機制。5.2.2病理切片觀察在建立小鼠肺纖維化模型后,對不同時間截點的小鼠肺組織進行病理切片觀察,以直觀了解肺纖維化的發(fā)生發(fā)展情況。在預定的時間點,將小鼠用過量的1%戊巴比妥鈉(100mg/kg)腹腔注射處死。迅速取出小鼠的肺臟,用預冷的PBS沖洗干凈,去除表面的血液和雜質(zhì)。將左肺中葉和右肺下葉組織切成約0.5cm×0.5cm×0.5cm的小塊,放入4%多聚甲醛溶液中固定24小時以上。固定后的組織依次經(jīng)過70%、80%、90%、95%和100%的乙醇進行脫水處理,每個梯度處理1-2小時,使組織中的水分逐漸被乙醇取代。然后將組織放入二甲苯中透明,每個二甲苯溶液中處理30-60分鐘,使組織變得透明,便于后續(xù)的石蠟包埋。將透明后的組織放入融化的石蠟中進行包埋,將組織包埋在石蠟塊中,制成石蠟切片。將石蠟切片切成厚度為4-5μm的薄片,將切片貼附在載玻片上,60℃烤片2-3小時,使切片牢固地附著在載玻片上。對切片進行HE染色,具體步驟如下:將切片放入二甲苯中脫蠟兩次,每次10分鐘,使石蠟溶解;然后依次經(jīng)過100%、95%、90%、80%和70%的乙醇進行水化處理,每個梯度處理5分鐘,使組織恢復到含水狀態(tài);將切片放入蘇木精染液中染色5-10分鐘,使細胞核染成藍色;用自來水沖洗切片,去除多余的蘇木精染液;將切片放入1%鹽酸乙醇溶液中分化3-5秒,使細胞核的顏色更加清晰;再用自來水沖洗切片,然后放入伊紅染液中染色3-5分鐘,使細胞質(zhì)染成紅色;最后依次經(jīng)過70%、80%、90%、95%和100%的乙醇進行脫水處理,每個梯度處理5分鐘,再用二甲苯透明兩次,每次10分鐘,用中性樹膠封片。在光學顯微鏡下觀察染色后的切片,由兩位經(jīng)驗豐富的病理醫(yī)師采用雙盲法進行閱片。正常對照組小鼠的肺組織結(jié)構(gòu)清晰,肺泡腔大小均勻,肺泡壁薄而完整,無明顯的炎癥細胞浸潤和纖維化改變。在SiO?或BLM處理后的小鼠肺組織中,隨著時間的推移,可觀察到明顯的病理變化。在第3天,可見肺泡腔內(nèi)有較多的炎性細胞浸潤,主要為中性粒細胞和巨噬細胞,肺泡壁輕度增厚;第7天,炎性細胞浸潤更加明顯,肺泡間隔增寬,部分肺泡結(jié)構(gòu)破壞;第14天,肺纖維化逐漸形成,可見大量的成纖維細胞增生,膠原纖維沉積,肺泡結(jié)構(gòu)紊亂;第28天,肺纖維化程度進一步加重,肺間質(zhì)被大量的膠原纖維和成纖維細胞替代,肺泡腔明顯減少,部分區(qū)域可見肺大泡形成。通過對病理切片的觀察,能夠直觀地了解小鼠肺纖維化模型的成功建立以及肺纖維化的發(fā)生發(fā)展過程,為后續(xù)研究層粘連蛋白β1在肺纖維化中的作用提供了重要的病理依據(jù)。5.2.3相關(guān)指標檢測在小鼠肺纖維化模型中,為了深入研究層粘連蛋白β1(Lamb1)與肺纖維化的關(guān)系,以及其在纖維化過程中的作用機制,需要對小鼠肺組織中Lamb1、上皮標志物E-cadherin及間質(zhì)標志物α
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