文献信息

华北理工大学公共卫生学院、华北理工大学医学部、山西医科大学第一医院肺重症医学科等单位的研究成果《ISRIB inhibits the senescence of type II pulmonary epithelial cells to alleviate pulmonary fibrosis induced by silica in mice》（ISRIB抑制II型肺上皮细胞衰老，减轻二氧化硅所致小鼠肺纤维化）在杂志《Ecotoxicology and Environmental Safety》（IF：6.2）上发表。平生公司的离活一体CT（NEMO）在论文中提供了小鼠肺部图像和定量分析。

该研究的通讯作者为杨方教授和蔡文臣讲师；第一作者是李雅倩。

文献摘要

综合应激反应抑制剂(ISRIB)在矽肺中的作用和机制尚不明确。本研究通过RNA测序、显微计算机断层扫描、肺功能评估、组织学检查和Western blot分析来评估ISRIB对矽肺细胞衰老和肺纤维化的影响。结果显示，ISRIB可显著降低矽肺小鼠肺纤维化程度，降低I型胶原蛋白、纤维连接蛋白、α-平滑肌肌动蛋白、转化生长因子-β1的表达。体内和体外实验结果均显示，ISRIB可逆转衰老相关因子β-半乳糖苷酶、磷酸化-失调性毛细血管扩张突变、磷酸化-失调性毛细血管扩张和Rad3相关蛋白、p-p53、p21、p16和纤溶酶原激活物抑制剂1型的表达。上述结果与测序结果一致。这些发现提示ISRIB可能通过抑制肺泡上皮细胞II型的细胞衰老来降低矽肺小鼠肺纤维化程度。

实验方法

小鼠模型的建立

将C57BL/6小鼠随机分为4组:(1)对照组(n = 8):小鼠气管单次灌注0.9%生理盐水50 μL, 1周后每天腹腔注射0.9%生理盐水200 μL，至第4周;(2) ISRIB组(n = 8):小鼠经气管单次灌注0.9%生理盐水50 μL, 1周后腹腔注射2.5 mg/kg ISRIB 200 μL/每天，直到4周;(3)二氧化硅组(n = 8):小鼠单次气管灌注二氧化硅悬浮液10 mg (50 μL)， 1周后每天腹腔注射200 μL 0.9%生理盐水至4周;(4)二氧化硅+ ISRIB组(n = 8):小鼠气管单次灌注二氧化硅混悬液10 mg/50 μL, 1周后每天腹腔注射二氧化硅混悬液200 μL 2.5 mg/kg ISRIB至4周。四周后，所有的老鼠都被安乐死。部分组织保存在石蜡中进行形态学实验，另一部分保存在超低温冰箱中进行下游实验。

Micro CT分析

使用NEMO（NMC-200）微型CT仪(平生医疗科技有限公司)获得活体小鼠肺部的CT图像。将小鼠置于俯卧位，使用Cruiser软件采集数据，使用Recon软件离线重建数据，使用Avatar分析数据并重建肺部结构。

实验结果

显微计算机断层扫描结果显示，对照组和ISRIB组小鼠肺窗肺纹理清晰，走向和分布正常，肺未见异常密度影。矽肺模型组小鼠肺质地增厚，肺野可见数个大小不等的高密度阴影，主要分布在支气管周围。与矽肺模型组比较，ISRIB治疗组高密度阴影的数量和面积减少(图2A-C)。利用Avatar软件绘制小鼠肺部三维图像，其中蓝色部分为正常肺组织，红色部分为肺内高密度结节。3D结果显示，矽肺小鼠肺内支气管周围分布多个大小不一的结节，ISRIB治疗后结节数量和大小均明显减少(图2D-E)。

图2所示：ISRIB减少矽结节形成，改善暴露于二氧化硅的小鼠肺功能。(A)小鼠肺部冠状位CT图像。(B)小鼠肺部CT横切面图像。(C)小鼠肺部矢状位CT图像。(D-E)小鼠肺部三维图像。矽结节(红色)和正常肺组织(蓝色)。

文献结论

矽肺是中国发病率最高的职业病，目前仍是严重的公共卫生安全问题。二氧化硅致病过程隐匿，因为它是无味的，无刺激性的 (职业和医学，2007年)。同时，实际由于职业病就诊率低，患者数量远高于检测到的患者数量。因此，迫切需要治疗矽肺的方法。作者的数据为矽肺的病理进展和治疗提供了新的见解。作者的研究结果证实了ISRIB对矽肺纤维化的作用。即ISRIB可拮抗上皮细胞的衰老，增强其修复能力，从而拮抗二氧化硅介导的肺纤维化。

使用设备

                                  Micro CT (型号：NEMO) (平生医疗科技)

                                          影像软件：Avatar（平生医疗科技）