TGF-β/Smads通路介导EMT在食管ESD术后狭窄中的作用及胸腺素β4的干预机制研究

Endoscopic submucosal dissection (ESD) is an important treatment for mucosal disorders of esophagus. However, esophageal stenosis after ESD usually occurs and becomes a serious and refractory complication, which can cause dysphagia, aspiration pneumonia and lower quality of life. Up to date there are no safe and efficacious interventions for this complication. The main pathological feature of esophageal stenosis after ESD is fibrosis of esophageal whose underlying mechanisms are yet unclear. Thymosin β4 (Tβ4) is a small molecular peptide sequestering G-actin and can reverse the liver fibrosis while its effects on and mechanisms in esophageal fibrosis after ESD surgery have not been fully investigated. For the exploration of the effects on and mechanisms of Tβ4 in the prevention of esophageal fibrosis, we hypothesize that Tβ4 may prevent the esophageal fibrosis and stenosis through regulating the epithelial-to-mesenchyal transition (EMT) of esophageal epithelial cells via inhibiting the TGF-β/Smads signaling pathway. Our preliminary study has successfully constructed animal models for esophageal stenosis after ESD surgery and confirmed that Tβ4 can reduce the subepithelial fibrosis and improve the symptom of esophageal stenosis. In the current project, we aim to determine the effects of Tβ4 on esophageal fibrosis and the significance of esophageal EMT regulated by TGF-β/Smads signaling pathway in esophageal stenosis after ESD surgery. Our study may provide new targets and therapeutics for prevention of esophageal stenosis and fibrosis after ESD surgery and cast new light on the regulating mechanisms of esophageal fibrosis after ESD surgery.

内镜黏膜下剥离术(ESD)是治疗食管粘膜病变的重要手段，但是术后食管狭窄是一个严重难治性并发症，目前尚无安全有效的干预措施。术后食管狭窄的主要病理学特征是瘢痕纤维化，但目前其潜在的机制尚不明确；胸腺素β4(Tβ4)可逆转肝脏纤维化，但其对食管ESD术后纤维化的效应和机制尚不清楚。为探讨Tβ4在ESD术后防止食管纤维化的效应和机制，我们提出假说：Tβ4可以通过调节TGF-β/Smads通路诱导愈合创面上皮细胞间质转化(EMT)，阻止食管纤维化和食管狭窄。我们前期研究成功构建了食管ESD术后狭窄动物模型，初步发现Tβ4可以显著抑制上皮下纤维化和食管狭窄。本研究拟明确Tβ4抑制食管纤维化的效应，探讨TGF-β/Smads通路在EMT以及纤维化过程中的作用机制。该研究的完成将为抑制食管ESD术后狭窄和食管上皮细胞纤维化提供新的治疗靶点和手段，丰富食管ESD术后纤维化的调节机制。

食管内镜黏膜下剥离术（endoscopic submucosal dissection, ESD）作为一项新兴的技术已被广泛应用于食管黏膜病变的切除。食管狭窄是食管ESD术后的常见并发症，也一直是影响患者预后的难题。研究食管ESD术后狭窄的形成机制与干预措施具有极大的理论与现实意义。上皮细胞间质化（Epithelial-mesenchymal transition, EMT）在慢性炎症纤维化疾病中起着重要作用，而TGF-β1因子和TGF-β/Smads信号通路是影响EMT机制中最重要的因素，并且和诱发EMT的其他通路都具有关联性。曾报道TGF-β1在体外可诱导人食管上皮细胞（HET-1A cell）发生EMT。前期预实验也观察到食管ESD术后创面新生上皮细胞特别是基底部细胞有着明显的间质化改变以及严重的上皮下纤维化。所以我们提出ESD术后食管纤维化狭窄与EMT过程和TGF-β/Smads信号通路可能具有相关性。既往报道胸腺素β4及其水解产物Ac-SDKP可以通过TGF-β/Smads信号通路起到抗纤维化作用，我们猜测可以干预EMT过程预防食管ESD术后狭窄。本项目构建了大范围食管ESD术后动物模型，并对胸腺素β4实验干预组与对照组的食管ESD术后内镜和大体指标进行了数据分析；完成了动物组织标本的细胞形态、纤维化程度以及特定分子蛋白及 mRNA的检测；通过使用食管上皮细胞系，完成了TGF-β1、胸腺素β4（包括水解产物Ac-SDKP）对人食管上皮细胞干预后的上皮细胞和间质细胞特定蛋白的检测。动物实验明确了胸腺素β4影响食管ESD术后狭窄程度的作用，细胞模型中验证了其水解产物Ac-SDKP对上皮细胞表型转化的抑制作用，同时在临床标本中成功验证了EMT的术后发生。初步研究证实了人食管ESD术后纤维化狭窄发展过程中EMT的发生及其作用，但由于临床标本收集的困难，样本量较少，临床数据分析的可靠性需进一步的验证；同时初步探明了TGF-β/Smads通路对食管上皮细胞表型转化以及对食管ESD术后纤维化形成的的影响；明确了胸腺素β4对食管ESD术后纤维化狭窄的预防作用，EMT与TGF-β/Smads通路的相关性以及胸腺素β4对于EMT的影响。胸腺素β4干预TGF-β/Smads通路所诱导的EMT具体机制还有待进一步的研究。