肺纤维化（Pulmonary fibrosis, PF），尤其是特发性肺纤维化，是一种导致肺部组织被瘢痕取代并功能丧失的疾病。尽管其发病机制尚未完全明确，近年来在分子病理机制的研究上取得了重要突破，这促进了尼达尼布和吡非尼酮等新药的上市。这些药物能够在一定程度上缓解病情发展，但通常伴随不良反应，且无法根治。因此，深入研究肺纤维化的发病机制以及开发新疗法的关键在于建立可靠的体外模型。

TGF-β在肺纤维化中的作用

TGF-β是一种多功能的细胞因子，参与细胞增殖、分化以及凋亡的调节。当TGF-β与其受体结合时，会激活Smad蛋白，调控基因表达，从而促进纤维化，同时也能通过非Smad途径（如MAPK）加速这一过程。在肺纤维化的发生中，TGF-β通路的异常激活是导致细胞外基质过度沉积、肺部瘢痕形成的重要原因之一。近年来，基于TGF-β的诱导模型已成为研究肺纤维化的热门方法。

TGF-β建模与传统模型的比较

在肺纤维化的研究中，TGF-β建模方法在多个维度上优于传统模型（例如博莱霉素、放射线和基因编辑）：

• 机制特异性：可以精准靶向纤维化核心通路（TGF-β/Smad信号通路），避免炎症干扰。
• 实验可控性：TGF-β的浓度和作用时间可精确调控，短时间内即可诱导稳定的上皮-间质转化（EMT）表型。
• 实验周期：造模时间短（不到一周），而传统模型通常需更长时间。
• 多通路交互：TGF-β模型可以激活多个靶点，模拟纤维化过程的复杂交互，而基因编辑模型则仅聚焦于单一基因。
• 临床关联性：与COVID-19后纤维化、特发性肺纤维化等临床病理有很高关联性。
• 数据可重复性：TGF-β模型的数据重复性高，结果一致性强。
• 操作难度：TGF-β建模操作简单，无需复杂设备，而传统模型可能需要特殊设备。
• 成本效益：试剂成本低，实验效率高。
• 转化价值：支持抗纤维化药物筛选与机制研究，具有良好的临床前验证潜力。

综上所述，TGF-β建模因其机制靶向性、可控性及结果一致性，成为肺纤维化研究的理想工具，特别适用于信号通路分析和抗纤维化药物的开发。

体外纤维化模型的实验方法

在体外纤维化模型实验中，通常选用对TGF-β信号高度敏感的肺泡上皮细胞（如A549细胞系）或人胚肺成纤维细胞（HELF）。推荐使用2–10ng/mL的TGF-β1处理24–72小时，根据细胞反应情况可适当调整浓度和处理时间，并进行模型鉴定与分析。

实验指标包括：

• 细胞形态：观察细胞由鹅卵石状上皮细胞向梭形间质细胞转变。
• 基因水平：通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测上皮标志基因E-cadherin的表达降低，并观察胶原合成相关基因的上调情况。
• 蛋白水平：利用Western blot或ELISA定量分析TGF-β信号通路下游效应蛋白及炎症相关因子。
• 功能学验证：通过Transwell实验和胶原凝胶收缩实验评估细胞的迁移与收缩活性。
• 信号通路分析：检测p-Smad3与Smad3的比值来确认TGF-β经典信号通路的活跃状态，探讨非典型信号通路的作用。

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下期预告：肝纤维化建模，将继续探讨相关技术与方法。