肺成纤维细胞三维立体培养条件对肺纤维化组织重塑的影响

背景:组织细胞三维立体培养是肺纤维化破坏与组织收缩研究的理想模型,特别是在纤维化的进展过程中,几种细胞因子如肿瘤坏死因子、白细胞介素、前列腺素、胰岛素以及渗出的血浆成分可能在纤维化的损伤修复和组织重塑中起重要的作用.目的:观察三维立体培养条件下肺成纤维细胞在血清和血清蛋白、胰岛素和细胞因子前列腺素E2、转移生长因子β、肿瘤坏死因子α的细胞外胶原基质收缩和细胞凋亡,探讨肺纤维化过程中细胞因子、胰岛素、血清及血清蛋白对肺组织重塑和纤维化形成的影响.设计;随机对照实验.单位:解放军兰州军区兰州总医院呼吸内科.材料:实验于2005-08/2006-01在解放军兰州军区兰州总医院呼吸内科实验室完成.人胚肺成纤维细胞(American Type Culture Collection),DMEM培养液和胎牛血清(GIBCO),胰岛素、转移生长因子(R&D),前列腺素E2(Sigma),Ⅰ型胶原提取自大鼠尾部肌腱.方法:为观察初始浓度对成纤维细胞收缩力的影响及细胞数量对胶原收缩的影响,提取大鼠尾部的胶原,与双蒸水、4×DMEM及成纤维细胞混合成胶原含量为0.75～1.5 g/L的立体组织胶原,细胞浓度为0.2×107～4×107 L-1,置入含体积分数0.05的CO2培养箱37 ℃培养.每天测定胶原的面积,最后计算终面积与初始面积的比值.将0.01%～0.5%血清、0.1%的血清白蛋白和0.1%球蛋白分别加入到培养液中,观察胶原的收缩.加入10 mg/L转移生长因子、10 mg/L白细胞介素1、1 mmol/L胰岛素和0.1 μmol/L前列腺素E2,观察细胞因子对成纤维细胞介导胶原收缩的影响,对胶原中DNA含量进行测定及细胞存活率检测.主要观察指标:不同细胞因子或血清成分对肺成纤维细胞介导胶原收缩的影响,胶原内成纤维细胞数量对胶原收缩的影响,以及不同浓度胶原对胶原收缩和对细胞增殖和凋亡的影响.结果:①胶原的收缩有细胞依赖性,细胞浓度越高则胶原收缩越强烈.②血清和白蛋白的加入引起了剧烈的胶原收缩.③转化生长因子和胰岛素增强胶原的收缩,前列腺素E和白细胞介素1抑制胶原的收缩.④胶原的初始浓度越低,胶原收缩的速度越快越强烈,胶原终面积就越小,其中的成纤维细胞凋亡就越多.结论:肺成纤维细胞介导的胶原收缩可被白细胞介素1和前列腺素E抑制,胰岛素和转化生长因子则促进了胶原收缩.血清及血清成分在受损肺组织的渗出可以导致肺组织胶原的稀释与强烈收缩,而导致成纤维细胞增殖的抑制和凋亡的增加,肺纤维化进一步发展,成为无细胞胶原成分.