解放军医学杂志

作者：王宇梦,罗薇,巢杰,

单位：1东南大学公共卫生学院/环境医学工程教育部重点实验室，江苏南京 210009 2东南大学医学院医学生理系，江苏南京 210009

关键词：基质金属蛋白酶3,细胞外基质,矽肺,单细胞转录组测序,空间转录组测序

基金：National Natural Science Foundation of China(82373547)；国家自然科学基金(82373547)

目的 探究基质金属蛋白酶3(MMP3)在二氧化硅(SiO2)诱导的小鼠矽肺模型中的表达情况及其参与矽肺纤维化的机制。方法 6只C57B/6雄性小鼠随机分为对照组与矽肺组(n=3)。矽肺组小鼠经气管滴注SiO2悬液0.2 g/kg构建矽肺模型，对照组经气管滴注等量生理盐水；采用5 ng/ml转化生长因子-β1(TGF-β1)处理人成纤维细胞(HPF-a)和小鼠成纤维细胞(MLg)构建矽肺离体细胞模型。Masson染色和天狼腥红染色观察SiO2对小鼠肺组织及其细胞外基质(ECM)的影响。对小鼠肺组织进行单细胞转录组测序，采用生物信息学方法分析矽肺组小鼠ECM相关细胞成分的变化及关键基因；空间转录组测序分析关键基因的表达与分布情况。Western blotting检测小鼠肺组织和成纤维细胞中波形蛋白和MMP3蛋白表达水平的改变；免疫荧光染色检测MMP3蛋白在小鼠肺组织ECM和TGF-β1处理的HPF-a、MLg中的表达，以及在小鼠肺组织ECM中的蓄积情况。结果 Masson染色和天狼腥红染色结果显示，矽肺组小鼠肺组织出现纤维化样改变且ECM胶原沉积明显。单细胞和空间转录组测序及相关生物信息学分析显示，矽肺组小鼠ECM成分改变与成纤维细胞相关，MMP3是其关键基因；矽肺组小鼠肺组织MMP3 mRNA表达水平升高，且主要分布于纤维化病灶部位。Western blotting检测结果显示，与对照组比较，矽肺组小鼠肺组织MMP3蛋白表达水平升高(P<0.05)；TGF-β1处理后，HPF-a中MMP3蛋白表达水平呈时间依赖性升高(P<0.05)。免疫荧光染色结果显示，与对照组比较，矽肺组小鼠肺组织ECM中MMP3蛋白表达水平升高(P<0.05)；将TGF-β1处理后的MLg移植到正常小鼠肺组织ECM后，其MMP3表达水平升高(P<0.05)，MLg移植的小鼠肺组织ECM经脱细胞处理后，其MMP3表达水平同样升高(P<0.01)；矽肺组小鼠肺组织中波形蛋白和MMP3在矽结节及其周围的共定位信号明显增强(P<0.01)。结论 在小鼠矽肺模型中，TGF-β1可导致成纤维细胞分泌的MMP3增多并潴留在肺ECM中，从而加重胶原沉积，促进肺纤维化。MMP3可能成为矽肺纤维化的潜在治疗靶点。

来源：2025年第4期

《解放军医学》期刊编辑部

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