吡非尼酮保护百草枯中毒性肺损伤的机制研究

Lung injury is the main cause of death of paraquat poisoning, paraquat produced free radicals initiates an inflammatory reaction chain of lung injury, with resulting in acute lung injury (ALI) early and evolution of pulmonary fibrosis later. Our preliminary studies confirmed that C-type Natriuretic Peptide and receptor were out of control in paraquat poisoning early phase, and found that IL-18 mRNA expression can be down regulated after intervention; the roles of multifactor in paraquat inflammatory reaction process are not yet clear, need to explore how to block these multifactors in the process, assume that pirfenidone could block these factors . This study is to establish paraquat lung injury model of cynomolgus monkey, with the treatment of pirfenidone , to investigate the effect of protecting lung injury by pirfenidone and the regulation of signal or pathway in inflammatory procession. Culture human lung fibroblast MRC-5 and induce with paraquat, to detection the expression of TGF- β, IL-18, cell proliferation ,α-SMA,NO and other inflammatory cytokines, investigate regulatory pathways while blocked by pirfenidone;explore the mechanism of paraquat lung injury and the therapeutic effect of pirfenidone ,provide a theoretical basis for the clinical prevention and treatment of lung injury in paraquat poisoning.

肺损伤是百草枯中毒者的主要死亡原因，百草枯产生的自由基启动了肺损伤的炎症反应链，早期造成急性肺损伤（ALI），后期可演变肺纤维化。前期研究证实在百草枯肺损伤早期有细胞因子C型钠尿肽及其受体的调控失控，发现药物干预可下调IL-18因子表达后可阻断炎症反应；但百草枯引发的炎症反应过程受到多因素调控且不明确，且缺乏阻断炎症反应过程的有效手段,申请者提出炎症因子抑制剂吡非尼酮有多靶点调控作用的假想。本项目拟建立食蟹猴百草枯肺损伤模型，使用吡非尼酮干预治疗，探讨吡非尼酮对肺损伤的保护效果,揭示其对炎症反应链的多信号/通路调控途径；培养人肺成纤维细胞 MRC-5并用百草枯诱导，用吡非尼酮干预百草枯诱发的炎症反应过程，检测细胞因子TGF-β、IL-18等的表达、检测α-SMA、HYP、NO及细胞增殖水平等，进而阐明百草枯致肺损伤机制，明确吡非尼酮治疗效果和作用机理，为临床防治肺损伤提供理论依据。

作为农业大国，在我国百草枯是目前世界上生产量、使用量最大的国家。但是在临床工作中，百草枯中毒患者很常见，由于目前尚缺乏有效的解毒药，临床治疗效果不理想，病程进展迅速，中毒后所致的急性肺损伤（ALI）和肺纤维化是主要死因。根据百草枯的药理特点可知，治疗百草枯中毒性肺损伤的药物理论上至少具备以下作用：抗氧化作用；抗炎症作用；抑制肺成纤维细胞及成肌纤维细胞的增殖作用；减少ECM的合成、堆积和促进肺组织重构修复作用。而一种新型抗肺纤维化药物吡非尼酮具备以上药理作用。因此，在本课题中，我们重点研究吡非尼酮保护百草枯中毒性肺损伤的机制。我们主要从吡非尼酮缓解百草枯中毒性肺损伤、肺纤维化的机制出发，为临床治疗提供理论依据和新的思路。经过大量基础实验研究，病理结果显示，相较于百草枯中毒组，吡非尼酮干预组泡结构破坏程度较轻，肺间隔增厚程度明显减轻，肺泡腔塌陷情况较轻，炎细胞浸润、红细胞渗出较少，凋亡细胞和胶原纤维的形成均明显减少。PCR、Western Blot、ELISA等结果显示，TGF-β1、cTGF、EGF、RORγt、α-SMA、Wnt1、β-catenin、Smad3、TNF-α、SAA1、SOD、MDA等相关炎症指标和纤维化指标在百草枯中毒组明显升高，而在吡非尼酮干预组，通过抑制TGF-β1/Smad3和Wnt1/β-catenin信号通路明显减轻炎症反应。以上结果均支持吡非尼酮能缓解百草枯中毒性肺损伤、肺纤维化的结论。综上所述，吡非尼酮能够缓解百草枯中毒所致肺损伤和肺纤维化，能增加百草枯中毒患者的生存率，改善患者预后，为临床工作中救治百草枯中毒患者提供依据。