运动训练对小鼠矽肺纤维化的干预作用

[背景]尘肺病是我国最严重的职业病,其中矽肺病占一半左右.运动训练作为肺康复训练的关键及核心对矽肺纤维化的干预作用尚不明确.[目的]探讨运动训练对矽肺小鼠的干预作用.[方法]将 40只SPF级C57BL/6雄性小鼠随机分为 4组,每组 10只,实验分组为对照组、运动训练组、矽肺模型组和运动训练干预组.采用一次性气管灌注 50 μL的SiO2 悬浊液(200 mg·mL-1)制备矽肺小鼠模型;采用跑步机以0°倾斜角度,12.3 m·min-1,60 min·d-1,5 d·周-1,共4周,制备运动训练模型.采用苏木素-伊红(HE)染色观察肺组织病理学形态;采用Van Gieson(VG)染色观察肺组织胶原蛋白沉积;采用免疫荧光染色检测p-蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)的表达;采用免疫组织化学染色法检测细胞周期蛋白依靠性激酶抑制剂(p21)和p-p38丝裂原活化蛋白激酶(p38)的表达;采用免疫印迹法检测内质网应激信号主要因子p-肌醇需求蛋白-1α(p-IRE-1α)、p-PERK、p-真核翻译启动因子-2α(p-eIF-2α),衰老信号主要因子p-p53、p21、p16,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号主要因子p-p38、p-细胞外调节蛋白激酶(p-ERK)、p-应激活化蛋白激酶(p-JNK)的蛋白表达.[结果]小鼠经急性SiO2 暴露后,小动物计算机断层扫描(CT)显示矽肺模型组肺组织呈现高密度阴影,运动训练干预组中肺组织阴影面积较少.HE结果显示矽肺模型组中肺组织矽结节面积占比为(18.67±3.89)%,运动训练干预组中肺组织矽结节面积占比降低至(8.78±1.05)%,差异具有统计学意义(P＜0.05).VG结果显示矽肺模型组中肺组织胶原纤维面积占比为(10.37±2.18)%,运动训练干预组中肺组织胶原纤维面积占比降低至(4.35±0.89)%,差异具有统计学意义(P＜0.05).免疫荧光染色结果显示,矽肺模型组肺组织中p-PERK在矽结节位置表达较高,运动训练干预组肺组织中p-PERK表达减少.免疫组织化学染色结果显示,矽肺模型组肺组织中p21和p-p38的表达增多,运动训练干预组肺组织中p21和p-p38的表达减少.免疫印迹法结果显示,与对照组相比较,矽肺模型组肺组织中p-IRE-1α(0.11±0.03)、p-PERK(0.95±0.40)、p-eIF-2α(3.53±0.91)、p-p53(1.78±0.07)、p21(1.98±0.10)、p16(1.26±0.17)、p-p38(0.41±0.09)、p-ERK(0.42±0.05)和p-JNK(3.20±1.23)蛋白表达水平均上调(P＜0.05);与矽肺模型组相比较,运动训练干预组肺组织中,p-IRE-1α(0.03±0.01)、p-PERK(0.31±0.12)、p-eIF-2α(0.30±0.06)、p-p53(0.76±0.08)、p21(0.18±0.11)、p16(0.70±0.24)、p-p38(0.03±0.00)、p-ERK(0.19±0.03)和p-JNK(0.46±0.21)蛋白表达水平均下调(P＜0.05).[结论]运动训练可减轻矽肺小鼠肺纤维化,抑制内质网应激信号、MAPK信号和衰老信号的异常表达.