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目的:矽肺是一种不可逆转的职业性肺部疾病。除了传统工业,在当代行业中与矽肺发病密切相关的游离二氧化硅仍然大量存在,如在牛仔裤、人造石台面、珠宝抛光等的生产中,尚未能充分认识和防控这些行业的危险因素,导致矽肺病在世界范围内重新出现。矽肺病的常见特征是肺泡上皮细胞损伤和增生,持续性炎症,间质中聚集细胞外基质(ECM),最终导致永久性变型和纤维化,降低生存质量。因此从多角度突破,找到矽肺纤维化的发生机制十分关键。近几年研究表明上皮细胞可通过上皮间质转化(EMT)的方式转化为纤维化发生中最主要的终端效应细胞--肌成纤维细胞,进一步发挥促进纤维化。本研究通过建立矽肺小鼠动物模型,探究肺组织中EMT和纤维化的发生情况,以及明确半乳糖凝集素-3(Gal-3)的作用;并同时给与Gal-3抑制剂TD139,探明Gal-3调控纤维化进程的具体机制,从而为矽肺纤维化的研究提供新的靶点。研究方法:以KM小鼠为研究对象,通过气管灌注二氧化硅悬液,构建小鼠矽尘暴露模型,对照组灌注生理盐水。首先设立矽尘暴露14天和28天时间点,分组为生理盐水组(saline)和矽尘暴露组(silica);28天后开始给予Gal-3抑制剂TD139,分组为生理盐水组(saline+vehicle)、生理盐水给药组(saline+TD139)、矽尘暴露组(silica+vehicle)和矽尘暴露给药组(silica+TD139),分别于42和56天杀鼠取材。采用肺泡灌洗液(BALF)炎性细胞计数、H&E以及Masson染色,检测了肺部相关病理变化情况。应用Western Blot实验技术检测各时间点各组动物模型中EMT相关蛋白,上皮标志E-cad,间质标志Vimentin、α-SMA以及蛋白Gal-3的表达情况。用免疫组化检测肺组织中Gal-3和act-β-catenin的表达分布情况。用Western Blot测定Gal-3相关蛋白act-β-catenin、β-catenin、GSK-3β、P-GSK-3β的表达情况。结果:1、矽尘暴露能够诱导小鼠肺部EMT和纤维化的发生。吉姆萨染色BALF中炎性细胞计数结果表明,生理盐水组小鼠BALF中炎性细胞数都较矽尘暴露组低,差异具有统计学意义。肺组织石蜡切片H&E染色结果,在14、28天时间点,矽尘暴露组小鼠完整的肺泡结构遭到破坏,镜下视野中可见肺泡壁增厚,肺泡腔变窄且充满炎症细胞;生理盐水组小鼠肺组织切片染色未发现明显异常变化。小鼠肺组织石蜡切片Masson三色染色可见,在第14天,生理盐水组和矽尘暴露组小鼠肺部均未出现明显的蓝色胶原沉积。第28天,矽尘暴露组小鼠肺组织出现少量蓝色胶原沉积,生理盐水组并无明显变化。Western Blot方法检测EMT相关蛋白,与对照组相比,第14天,矽尘暴露组小鼠肺组织EMT相关蛋白未出现明显变化;在第28天,矽尘暴露组小鼠肺组织中E-cad的表达量明显降低,Vimentin、α-SMA的表达量增加,差异具有统计学意义。与生理盐水组相比,矽尘暴露组小鼠肺组织Gal-3蛋白表达增加,差异具有统计学意义;免疫组化结果显示,矽尘进入肺部后,Gal-3的表达增加。2、抑制Gal-3能够减轻矽尘诱导的小鼠肺部EMT和纤维化。H&E结果表明,给予TD139后,在矽尘暴露的第42和56天,生理盐水给药组与生理盐水组相比较,肺组织无或仅有轻微炎症,无显著差异。与矽尘未暴露的两组相比较,矽尘暴露组和矽尘暴露给药组小鼠肺组织出现明显的纤维性结节,并伴有炎细胞浸润,肺泡壁和小血管壁存在不同程度的增厚。而与矽尘暴露组相比较,矽尘暴露给药组小鼠肺组织纤维细胞结节大小降低,纤维化程度减轻。Masson染色可见,生理盐水组和生理盐水给药组小鼠肺组织未出现明显的胶原沉积,而矽尘暴露组和矽尘暴露给药组小鼠肺组织出现明显的蓝色胶原分布;且与矽尘暴露组相比,给与TD139后小鼠肺组织蓝色胶原沉积明显减轻,肺泡腔出现部分融合。Western Blot检测结果表明,与矽尘暴露组相比,矽尘暴露给药组小鼠肺组织中Gal-3表达量明显降低,并且抑制Gal-3之后小鼠肺组织中上皮标志蛋白E-cad表达明显升高,Vimentin和α-SMA蛋白表达量下降,差异具有统计学意义。3、Gal-3通过调控GSK-3β/β-catenin信号通路促进矽尘诱导的肺部EMT和纤维化的发生。在14和28天,与生理盐水组相比,矽尘暴露组小鼠肺组织中act-β-catenin和p-GSK-3β蛋白表达增加,差异具有统计学意义。在42和56天,即给予TD139之后,与矽尘暴露组相比,矽尘暴露给药组act-β-catenin和p-GSK-3β蛋白表达明显减少。各时间点总GSK-3β和β-catenin表达量不发生改变。结论:1、矽尘暴露能够诱导小鼠肺部EMT的发生。2、抑制Gal-3能够减轻矽尘暴露引起的EMT和纤维化的进展。3、Gal-3通过调控GSK-3β/β-catenin信号通路促进矽尘诱导的EMT和纤维化的发生。