1、染料木黄酮对辐射损伤小鼠肺纤维化防护作用的研究 201206079夏蕾 1, 熊艳丽 1, 罗维 1, 李娟 1, 肖何 1, 王阁 1, 王东 1, 杨镇洲 1（ 1 第三军医大学大坪医院野战外科研究所肿瘤中心, 重庆 400042）摘要 目的 探讨染料木黄酮 (genistein, GEN) 对小鼠放射性肺纤维化（radiation-induced pulmonary fibrosis, RIPF）的保护作用。 方法 60 只 8 周龄 C57BL/ 6J 雌性小鼠，随机分为对照组（ C 组） 、单纯照射组（R 组） 、染料木黄酮+照射组（GEN+R 组）和氨磷汀 (Amifostine)
2、+照射组（Ami+R 组） 。除对照组外，其余各组小鼠接受 8MV X 线全胸照射 12Gy。GEN+R 组于照射开始前 24、16、8 h 皮下注射 GEN 200 mg/ Kg，Ami+R 组于照射开始前 30 min 皮下注射氨磷汀 100 mg/ Kg，照射后每日一次连续给药 4 周。照射后 4、8、12 周，HE 染色观察肺组织病理改变，ELISA 方法测定血清中的 TGF1 的含量，比色法测定肺组织羟脯氨酸的含量。结果 病理检测显示照射后时间越长，放射性肺损伤小鼠肺纤维化越重，染料木黄酮能减轻肺组织炎症及纤维化；照射后小鼠血清 TGF1 和肺组织羟脯氨酸的含量也呈递增趋势，染料木黄
3、酮能降低 TGF1 和羟脯氨酸的含量( P0.05） ，提示染料木黄酮对放射性肺纤维化的保护作用与氨磷汀类似（见表2） 。表2 各组小鼠双肺8MV X线照射后血清TGF1含量（n=10，pg/ml， s）xa: P0.05与“R组 4周” 比较；b :P0.05与“R组8周”比较；c: P0.05与 “R组12周”比较3 讨论放射性肺损伤，是胸部肿瘤放射治疗的重要并发症之一，不仅限制放射剂量且增加患者死亡率，在临床上不得不减少治疗剂量甚至中断治疗，严重影响治疗效果，至今仍缺乏有效的防治方法 1。临床上亟待寻找一种理想的辐射防护剂。放射性肺损伤动物模型建立对进一步研究放射性肺损伤机制及防治至关重
4、要。目前以建立放射性肺损伤鼠类动物模型应用最为广泛。在本研究中我们应用8周龄C57BL/ 6J雌性 小鼠，采用12Gy 全肺单次照射，并观察受照后不同时间点各组小鼠肺组织的病理、TGF 1炎性因子表达和羟脯氨酸含量的改变，成功地构建了放射性肺纤维化小鼠动物模型，与刘英等 9和韩光等 10报道的相似。新近的研究认为放射性肺损伤( radiation-induced lung injury, RILI)的发生是一个由多种细胞参与并相互作用而产生的多种因子共同调控的复杂病理过程 11-12。一旦靶细胞即肺泡型上皮细胞、血管内皮细胞等受辐射损伤后，立即合成和分泌多种生长因子和抑制因子，并持续至放射后数
5、周至数月，如肿瘤坏死因子 (TNF)、纤维母细胞生长因子(FGF)、转化生长因子(TGF )、表皮生长因子(EGF)、白介素1(IL-1) 、白介素6(IL-6)、血小板源性生长因子(PDGF)和纤维连接素(fibronec-tion)等13-14，其中TGF 1起着关键性的作用 15-16。已有研究证实肺泡II型上皮细胞和纤维母细胞是表达TGF1的主要细胞；TGF1主要作用于胶原的转录和翻译过程，诱导肺脏高水平表达结缔组织生长因子，加速肺纤维化发生 17-18。TGF 1高表达的患者发生放射性肺纤维化的几率较低表达水平者要高，且更严重。新近的研究结果均表明，肺的成纤维细胞增殖和细胞外基质增加
6、应归咎于肺实质细胞产生的TGF1的作用，TGF1是诱发放射性肺纤维化的主要细胞因子。羟脯氨酸是胶原纤维中特有的一种成分，占正常胶原蛋白的13.4左右，其含量恒定，参与了肺纤维化的发展，能直接反映肺组织内胶原纤维的变化情况。分析羟脯氨酸含量可以为病理状态下的肺纤维化提供一个可靠的量化指标，已广泛应用于肺纤维化的研究。我们前期的研究已经证实TGF1是预测急性放射性肺损伤的较为敏感指标，本研究中我们应用ELISA法检测放射性肺纤维化小鼠血清TGF-1表达的变化和比色法检测肺组织中羟脯氨酸含量的变化，发现电离辐射可导致TGF1和羟脯氨酸表达显著升高，照射后随着时间延长，TGF1和羟脯氨酸的表达亦逐渐增
7、强，其表达水平的高低反映了放射性肺纤维化的严重程度，这与国内外其他学者认为血清TGF-1和肺组织羟脯氨酸水平可作为放射性肺纤维化预测因子的研究结果相一致 19，其中血清的TGF1 相比较肺组织的羟脯氨酸更能敏感地预测肺放射性肺纤维化。目 前 放射性肺损伤最常用的治疗方法仍是使用肾上腺皮质激素，同时辅以抗生素、支气管扩张剂、给氧等对症治疗措施，但 并 不 能 有 效 预 防 或 逆 转 放射 性 肺 炎 及 进 一 步 的 肺 纤 维 化 。 染料木黄酮是多酚类化合物中的一种特殊类型，是大豆异黄酮的主要成分，我们前期研究证实 5,7,4， -三羟基异黄酮（genistein）能有效地防护急性放射
8、性肺炎，是一种值得深入研究的辐射防护剂。本研究结果清楚的显示：在总体趋势上，除对照组外，其余各实验组小鼠的肺组织按照射后时间延长呈现由肺泡炎至肺纤维化的动态变化，与文献报道一致 20。照射后各个时间点上，于照 射 前 24 、 16、 8 h 皮 下 注 射 染 料木 黄 酮 以及 照 射 前 30 min 皮 下 注 射 氨 磷 汀 各组肺组织均出现肺纤维化变化，但与单纯放疗组对比，炎症范围缩小，胶原纤维增生减少，表明放疗前给予染料木黄酮可明显缓解放射性肺纤维化反应，与氨4 周 8 周 12 周对照组 25085.53 32.90 25085.53 32.90 25085.53 32.90R
9、 组 59328.95 52.63 61953.95 72.37 63723.68 0.00Gen24h+R 组 31769.74 59.21 a 32572.37 32.89 b 58500.0 618.42Gen16h+R 组 31993.42 1230.26 a 31875.0 1177.632 b 55118.42 2776.32 cGen8h+R 组 45572.37 32.89474 a 51782.89 85.53 b 55625.0 3361.84 cAmi+R 组 30664.47 59.21 a 46539.47 92.11 b 48335.53 72.37 c磷汀一样对放
10、射性肺纤维化有明显的防护作用。本研究还发现，在照射后 4、8、12 周，各实验组小鼠 TGF1 相对含量明显高于对照组，这种增高的趋势从第 4 周就开始，第 12 周达到高峰，而羟脯氨酸的含量也逐步增加，两者动态的变化趋势与小鼠肺纤维化的病理发展过程相关，但 TGF1 较羟脯氨酸更能敏感合理地预测放射性肺纤维化。染料木黄酮能明显抑制照射后 TGF1 和羟脯氨酸的表达，在所测的 3 个时间点上 Gen+R 各组和 Ami+R组的 TGF1 和羟脯氨酸的相对含量都低于单纯照射组，且均维持在较低水平，特别是照射前 24h 给予染料木黄酮能达到照射前 30min 应用氨磷汀的类似疗效。总之，染料木黄酮
11、能抑制胶原的形成，减轻放射性肺纤维化发生的程度。这一结论进一步丰富了染料木黄酮作为一种天然的小分子化合物防护放射性肺炎的理论，有望为今后的临床防护放射性肺损伤提供一条新的、有效的治疗途径。参考文献：1 Mahmood J, Jelveh S, Calveley V, et al. Mitigation of lung injury after accidental exposure to radiationJ .Radiat Res, 2011, 176(6):770-780.2 Milano M T, Constine L S, Okunieff P. Normal tissue toler
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