肺上皮-间质转化（EMT）在百草枯中毒所致肺纤维化中的作用和分子机制

百草枯中毒可引起不可逆的肺纤维化，其主要病理机制为大量肌成纤维细胞的活化并分泌细胞外基质。已证明肌成纤维细胞可来源于血液循环和肺内固有的成纤维细胞，但是否经过肺上皮-间质转化(EMT)而来，尚未确定。EMT在多个脏器纤维化中起到重要病理作用，且百草枯中毒可诱导部分EMT相关的分子异常表达，我们推断：百草枯中毒后，肺泡II型上皮细胞在自我修复的同时，也可通过EMT转化成肌成纤维细胞，促进了肺纤维化的进展。本课题拟通过细胞和动物实验证明百草枯中毒导致的肺纤维化进程中出现了EMT，并探讨其演变过程和可能的分子机制，为揭示百草枯致肺纤维化的机理提供新的依据，为寻找新的干预靶点作出有益的尝试。

A549细胞接种于6孔板，在含10%小牛血清的RPMI1640培养基中培养，分正常组及百草枯刺激损伤组（20μmol/L百草枯，PQ）以及转化生长因子-β1 (TGF-β1) 阻断组（20ug/L SB431542，一种TGF-β1特异性抑制剂），培养5天后，采用倒置相差显微镜和电镜观察百草枯刺激A549细胞后的形态学和内部结构的变化，A549细胞经过百草枯刺激后细胞形态由聚集的鹅卵石状变成分散的长梭形，细胞极性发生改变，微绒毛消失，转化成肌成纤维细胞，强收缩性和迁移侵袭能力增强，加入TGF-β1 特异性阻断剂SB431542后细胞形态恢复至上皮细胞特性，削弱细胞的迁徙、收缩能力。.通过Western blot蛋白和RT-PCR检测细胞上皮-间质转化（epithelial mesenchymal transition, EMT）标志物及信号分子的蛋白和mRNA表达，结果显示，百草枯刺激A549细胞后，作为上皮细胞标志的E-钙粘蛋白(E-cadherin)和紧密连接蛋白1(ZO-1)均明显降低，而肌成纤维细胞标志的α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和波形蛋白增高，并分泌细胞外基质（ECM）包括I型胶原(Col I)和纤维连接蛋白(FN)。提示百草枯导致上皮细胞完整性破坏，变形为间充质细胞，获得新的肌成纤维细胞表型蛋白。.我们发现A549细胞受到百草枯刺激发生EMT的过程中，分泌的TGF-β1明显增加，在进一步的TGF-β1/Smads信号通路分子机制分析中，证实百草枯刺激能导致Smad2，Smad3的蛋白表达增加，而能够抑制纤维化的Smad7蛋白表达降低，采用TGF-β1特异性阻断剂SB431542后，呈现了相反的趋势。证明了百草枯通过TGF-β1/Smads信号通路促使了A549细胞发生EMT。