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近年來由于煙草行業對降焦減害及增產節支的要求,市場對低旦醋酸纖維的需求量不斷增長。然而醋酸纖維生產廠家現有生產設備及工藝技術制約了大批量、高質量低旦醋酸纖維的生產能力,生產的醋酸纖維低旦化比例低、品種少,不能滿足高端市場需求。因此,針對技術難題和市場需求,南通醋酸纖維有限公司(以下簡稱“南纖”)與東華大學共同進行了低旦醋酸纖維制備關鍵技術及產業化的項目研究。
該項目歷時51個月,在醋酸纖維先進生產技術的基礎上,通過對醋酸纖維漿液過濾系統、紡絲系統、卷曲系統的系列創新,實現了國際領先的醋酸纖維低旦化生產技術。項目針對漿液粘度高、雜質復雜,過濾困難的問題,首創預敷與摻漿相結合、預敷參數受控的微梯度復合過濾技術,實現了不同種類、尺度雜質的高效過濾,提高了低旦絲束的可紡性;針對紡絲過程中高飛花、高斷頭問題,采用低紊流化熱風場低旦絲束紡絲技術,開發設計了新型紡絲甬道靜壓箱,提高氣流流場分布均勻性,成功開發出新型噴絲帽,形成先進低旦醋酸纖維絲束紡絲工藝;研究設計了醋酸纖維絲束專用低模量化裝置,開發了絲束卷曲前低模量處理工藝,減少了卷曲加工過程中的纖維損傷;首創精密控制上油噴嘴及雙面上油技術,提高了絲束外油控制的均勻性,降低了絲束飛花;采用化纖干紡組合式自控氣流預熱技術,實現了多裝置、跨區域能源平衡綜合利用。
通過技術創新與設備創新,低旦醋酸纖維制備的各項技術指標實現了新突破。醋酸纖維每噸絲束的紡絲斷頭率小于0.10個,飛花量下降10%以上;預敷時間縮短80%以上,壓濾機使用壽命提高20%以上;氣流流場分布均勻性提高 2 ~ 3倍;減少廢固排放15%左右;節約蒸汽超過 3 ~ 5 萬t/年。同時該項目共獲授權專利34項,其中發明專利12項;58篇。
走進南通醋酸纖維有限公司的生產車間,只見一排排設備高速運轉,根根絲束從一臺設備進入另一臺設備,這些極細的絲束就是制作香煙過濾嘴的材料。偌大的車間幾乎看不到操作工人,而在中心控制室,幾乎占據一面墻的顯示屏幕監控著所有設備的運行。副總經理楊占平告訴記者,這套設備專門生產低旦醋酸纖維,產品質量很高,過濾效果非常好,讓國際同行都感到驚訝。楊占平給記者講述了一個故事:美國總統奧巴馬的商務顧問曾經率領由40多家美國大公司組成的代表團來公司參觀,原定20分鐘的參觀時間,客人卻久久不愿離去,他們被公司干凈整潔的花園式環境、產品的高質量所震驚,想不到在南通還有一家這么好的中美合資企業。
有機會走進南纖,源于“低旦醋酸纖維制備關鍵技術及產業化”這一科技創新成果獲得紡織之光2014年度中國紡織工業聯合會科技一等獎。憑借這項具有自主知識產權的技術,他們的產品檔次和質量已經在世界上處于領先地位。他們生產的醋片全球市場占有率為20%,國內占有85%的市場份額,絲束占有率全球為13%,國內為56%。其低旦醋酸纖維在國內供不應求。
高檔過濾嘴追求醋酸纖維低旦化
南纖的規模已經是亞洲第一、世界第二。但一直以來,國內高檔過濾嘴用低旦醋酸纖維一直依賴進口,特別是中華牌香煙的過濾嘴采用的是日本三菱的產品。低旦醋酸纖維具有更大的比表面積,更好的過濾效率,更高的濾棒產出率,是全球高檔卷煙品牌過濾嘴追求的目標。近年來由于市場對降焦減害及增產節支的要求,對低旦醋酸纖維的需求量不斷增長。但我國醋酸纖維生產廠家現有生產設備及工藝技術制約了大批量、高質量低旦醋酸纖維的生產能力,生產的醋酸纖維低旦化比例低,品種少,不能滿足高端市場需求。南纖人心里一直憋著一股勁,一定要做出中國人自己的低旦醋酸纖維。
楊占平介紹說,上世紀90年代,國內絲束生產規格只有3.3/39000(單旦/總旦)。2004年前后,南通醋酸纖維有限公司能生產2.7/37000和2.7/35000規格的絲束。2008年以后南通醋酸纖維公司開發了2.4/34000,2.4/32000,2.2/34000,2.3/22000,2.2/30000,2.0/30000低旦規格絲束。但由于斷頭率高、飛花等世界同行共性難題,一直沒有很好地解決低旦絲束的質量穩定性問題。南纖開始與東華大學合作,在醋酸纖維先進生產技術的基礎上,通過對醋酸纖維漿液過濾系統、紡絲系統、卷曲系統的系列研究,力爭突破醋酸纖維低旦化生產技術以及產業化。
專門生產線為中華香煙配套
2007年開始,南纖組建江蘇省醋酸纖維素工程技術研究中心,并建立國家級博士后科研工作站。正是有了技術創新的核心力量,他們開始承擔醋酸纖維素及應用領域的項目攻關與課題研究。公司加大研發經費投入,為研發創新活動開展提供強有力的資金保障,從2005年到2013年,公司研究開發費用總額占主營業務收入總額比例達4.96%。公司購置了凝膠滲透色譜儀、電感耦合等離子體發射光譜儀等先進儀器,并建立了絲束中試試驗線、醋片中試試驗線。
雄厚的資金投入以及強大的技術實力,使南纖一步步突破了低旦絲束可紡性的微梯度復合過濾技術、低紊流化熱風場低旦絲束紡絲技術、低模量化低旦絲束卷曲技術、降低低旦絲束飛花成套技術。該項成果使得醋酸纖維紡絲斷頭率小于0.10個/噸絲束,飛花量下降10%以上;預敷時間縮短80%以上,壓濾機使用壽命提高20%以上;氣流流場分布均勻性提高2~3倍;減少廢固排放15%左右;節約蒸汽超過3~5萬噸/年。這些響當當的指標讓國際業界也感到震驚。
關鍵詞:濾棒成型 絲束 濾棒成型機絲束工位轉換裝置 質量
引言
我公司濾棒成型主力設備是德國HAUNI公司制造的KDF4濾棒成型機。KDF4濾棒成型機把絲束從絲束包中抽取出來,通過AF4開松機對絲束進行拉伸、開松并施加增塑劑,在KDF4成型機中對絲束進行卷制成型并切成符合規格的濾棒,最后裝盤。
1、存在問題
目前卷煙生產行業中醋酸纖維絲束是生產濾棒的主要原料,通常一粒醋酸纖維絲束的重量達到480公斤左右。為了配合自動化生產需要,一般配有兩個工位,一個為當前絲束使用工位,另一個為待用絲束工位。在現行的卷煙生產企業中醋酸纖維絲束的兩個工位也就是兩個并排著的單獨的堆料板,接收AGV自動送料小車等工具運輸過來的醋酸纖維絲束。濾棒生產時,當前絲束使用工位的中心線必須要與機器中心線保持一致,這樣才保證醋酸纖維絲束在開松時,最大限度的減少出現絲束斷絲、絲束跑偏等現象,進而保證濾棒的生產質量和效率。在醋酸纖維絲束切換時,必須要把待用絲束工位和當前使用絲束工位進行更換,然而現行的兩個并行的堆料板式的工位,需要操作人員使用液壓車等工具手動轉換,需要大量的時間(5-10分鐘左右)和勞動力,同時造成濾棒圓周、吸阻出現較大波動。
對絲束分兩邊放置和居中放置進行濾棒產品質量對比。如下圖所示:
上表是濾棒物理檢測情況,絲束分兩邊時濾棒物檢三等占到總檢次數的30%,而絲束居中時濾棒物檢三等僅為總檢次數的12%。
所以絲束擺放位置對濾棒物理檢測情況影響較大。絲束擺放居中時濾棒物理檢測情況較好。
2、要解決的技術問題
新型的濾棒成型機絲束工位轉換裝置目的是針對現有卷煙生產企業中存在醋酸纖維絲束工位轉換的缺陷來設計的濾棒成型機絲束工位轉換裝置,較好的解決了現有技術存在的醋酸纖維絲束工位轉換時間長、對濾棒質量影響程度大的問題。
3、技術方案
新型濾棒成型機絲束工位轉換裝置解決現存問題所采用的技術方案是:設計一種濾棒成型機絲束工位轉換裝置,其由兩個絲束堆料板1、回轉盤2、回轉中心3、鎖緊銷4、固定板5以及輪體6組成,如圖2所示。
輪體安裝于兩個絲束堆料板底部,并帶動兩個絲束堆料板自由轉動。回轉中心軸安裝于回轉盤中心,固定板與地板以鎖定銷相固定連接接。回轉盤與兩個絲束堆料板剛性連接。兩個絲束堆料板可繞回轉中心軸作360度回轉,其回轉半徑為1400mm。兩個絲束堆料板由輪體轉動,同時,也可以大大降低勞動強度;回轉半徑為1400mm,不會占用太大的空間,使用靈活方便。
工作時,兩個絲束堆料板構成的兩個工位中心保持與機器中心一致,并由工位鎖定機構鎖定絲束堆料板,也即鎖定工位位置。在絲束更換時,首先解除鎖定裝置,然后由操作者旋轉兩個絲束堆料板180度,即可轉換絲束工位,即將備用絲束工位旋轉至使用絲束工位。
4、效果
使用新型絲束工位轉換裝置前后濾棒質量及效率對比如下。
表2 使用工位轉換裝置前后質量對比表
本設計中的濾棒成型機絲束工位轉換裝置與現行的兩個并排著的單獨的堆料板相比在效率及濾棒質量方面有了明顯的提升。濾棒成型機絲束工位轉換裝置將當前絲束使用工位以及待用的絲束工位設計為一體并可繞回轉中心旋轉的裝置。工作時,兩個工位中心線與機器中心線保持一致。在絲束更換時,只需旋轉工位轉換裝置180度,即可轉換絲束工位,將待用絲束旋轉至使用工位。轉換工位時間短,只需不到30秒的時間。時間縮短近20倍,可以大大降低絲醋酸束更換帶來的濾棒質量波動的影響。旋轉工位臺由輪體轉動,同時也可以有效降低勞動強度。
參考文獻
[1] 王之櫟等.機械設計[M].北京航空航天大學出版社,2011.
關鍵詞:電廠 鹽水處理 反滲透技術
中圖分類號:TK223 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(b)-0056-02
水在發電過程中是不可缺少的,電廠需要在發電過程中向設備輸送大量的水,當水流經蒸發器時,會由于燃耗產生的熱量而轉化為水蒸氣,水蒸氣帶動汽輪機產生機械運動,進而促使電動機運轉,形成完整的發電過程。如果這一過程中水中雜質較多,會影響其循環效果,對發電造成嚴重影響,因此,我們說鹽水處理是必要的。
1 鹽水處理的意義
鹽水對發電汽輪機和過熱器造成腐蝕,影響其運轉功率,同時汽輪機的溫度會升高,承壓增大,影響其運行壽命。通常,輸送水經過高壓、除氧處理后可以循環利用,但在使用過程中的消耗是不可避免的,此時需要向二回路內添加水,而添加水的純凈度就是電廠需要嚴格控制的問題。鹽水處理是為了保證輸送水和添加水的純凈度,使其在運行過程中不至于產生結垢、積鹽等現象,減少其對設備的腐蝕程度,具有積極意義。
2 反滲透技術原理和反滲透裝置設計
2.1 反滲透技術原理
反滲透技術的主要目的就是實現水和水中雜質的分離,是利用高于水的滲透壓的原理將存留在水中的雜質、細菌和農藥殘留進行分離。目前,反滲透技術多使用半透膜分子材料,鹽分是反滲透技術分離的主要產物。利用鹽水不能溶于半透膜的性質實現鹽水分離。具體操作順序為將半透膜、導流層、隔網膜按順序粘合并卷制在排孔的中心管上,使加旱乃經由設備入口進入隔網層,再進入導流層。其中,隔網層能夠隔離大部分鹽分和雜質,在通過導流層的過濾和中心管的析出,就形成可以使用的凈化水。反滲透膜的主要原料為木頭或棉花的醋酸纖維,通過對木頭或棉花的水解和醋化反應,就會得到醋酸纖維,將醋酸纖維進行再加工就形成反滲透膜。
2.2 反滲透裝置設計
反滲透技術是一項綜合性技術,不僅需要反滲透膜,還需要建立原水室、純水室以及濃水室,另外還包括其他反滲透裝置和元件。如:膜元件、膜組件等脫鹽單元是用來實現脫鹽,使凈化后的水經過膜元件流入純水室。也就是說,滲透膜是反滲透裝置中的重要組成部分,并且包括多個種類。筆者根據該廠的設備特征重點分析了滲透膜的性質、分類和技術要點等方面。
3 反滲透膜概述
3.1 材料與特點
反滲透膜要選擇分離性好的分子材料。一般根據電廠運行工作量可以判斷其除鹽量,進而確定反滲透膜的材料。高分子材料是反滲透膜的首選,我國目前主要使用醋化后的醋酸纖維或者芳香聚酞胺,其中醋酸纖維的制作成本相對較低,操作更加方便,二者之間的效果相差不大,因此,在電廠生產中,醋酸纖維材質的反滲透膜應用度較高。至于反滲透膜的結構,可以從宏觀上和微觀上進行分析。反滲透膜的結構大體可以分為宏觀結構及微觀結構。宏觀上,可以將其分為板、卷、管狀以及中空纖維四種,管狀在電廠發電過程中具有較多的應用。微觀上,是從其斷面結構或者結晶狀態進行分析,可將其分為均相膜和非均相膜。非均相膜也可以稱為非對稱結構膜。很明顯,非對稱結構反滲透膜的膜孔呈不規則分布,一般表層空隙較小,越向內層,空隙越大,這種反滲透膜制作符合制作標準,使用廣泛。而反滲透膜的方向性取決于非對稱孔隙的物理結構。一般設計為在高壓側反滲透膜的空隙較小,為反滲透膜的致密層。進行高壓處理后,水分可以直接通過,而一般雜質均無法通過。反滲透膜的使用加快了電廠的鹽水處理過程,使用不對稱膜時,要注意安裝方向。安裝人員要熟悉安裝流程,并對反滲透膜的物理層進行分辨,將致密層安裝于外端高壓側。在技術上,一般較為平滑且有光澤感的一端即為致密端。
3.2 反滲透膜的種類
按照不同的分類標準,可以將反滲透膜分為多個種類。首先從材料制作進行分類,目前市場上主要有醋酸纖維反滲透膜和芳香聚酞胺反滲透膜,且前者使用居多。按照結構特征分,反滲透膜多為非對稱型膜,少部分為對稱型膜,其中,非對稱型膜的使用具有方向性。總之,在劃分過程中可按照工藝劃分、可按照形狀劃分,在使用中,可以按照使用時間劃分。無論選擇哪一種反滲透膜,都要注重質量、正確進行安裝和維護,確保其作用的最大化。由于電廠運行具有復雜性,水的作用不容忽視,水的純凈度也必須得到保證。因此,在選擇反滲透膜時,一定要選擇滲透性良好,脫鹽、脫雜質能力強的。同時根據需求,反滲透膜還需要具有抗壓能力強,抗酸堿能力強等特征,以免在機組運作過程中對其造成破壞,影響壽命。水壓、溫度和腐蝕都是影響反滲透膜質量的重要因素,需要電廠正確選擇反滲透膜,并且要對其進行定期保養。
3.3 反滲透膜的使用和維護
反滲透膜在電廠除水過程中具有較好的應用。在除鹽過程中,反滲透膜自身的質量也是十分重要的,長期處于鹽水和雜質環境中,一定的破壞是不可避免的。因此,要對反滲透膜進行定期維護,當然,電廠的工作環境復雜,設備的清洗是一項復雜的過程。在目前的技術條件下,通常利用線化學清洗方法,出現以下幾種情況之一時進行清洗:膜內產水量與上次相比降低15%時,脫鹽率明顯下降并且降低程度達到15%左右時,水流對于反滲透膜的一端壓力增大,如果增大比例大于正常情況下的15%時。及時去除反滲透膜表面的鹽分和雜質殘留,防止其被腐蝕,有助于延長其使用壽命。維護的方式為適量濃度的檸檬酸清洗+三聚磷酸氫鈉和EDTA的堿性混合藥液按順序進行清洗,清洗溶液的選擇要注意酸性或堿性不宜過大,一般酸性溶液的pH值要控制在3左右,堿性溶液的pH值應控制在13左右。若除鹽量大或由于工程而長時間未進行清理,可以選擇離線化學清洗法。
4 結語
在電廠運行中,水的純凈度是必要的。在目前的發電工廠中,均采用反滲透技術進行除鹽處理。這一技術能夠很好地實現鹽水分離,且能源消耗小,有助于電廠的穩定運行和可持續發展。
參考文獻
【摘要】
目的: 觀察酪氨酸激酶抑制劑A77 1726對白細胞介素13(IL13)促成纖維細胞膠原合成作用的影響。方法: MTT法觀察不同濃度的A77 1726對成纖維細胞的增殖作用的影響。成纖維細胞分為實驗組和實驗對照組, 實驗對照組加入IL13(100 μg/L), 實驗組加入A77 1726(50 μmol/L)和IL13(100 μg/L), 作用24、 48、 72 h后, 羥脯氨酸(Hyp)檢測A77 1726對IL13促進成纖維細胞分泌膠原蛋白的影響, RTPCR觀察A77 1726對IL13促進成纖維細胞I型膠原α1基因mRNA水平表達的影響, Western blot觀察A77 1726對IL13促進成纖維細胞分泌I型膠原蛋白的影響。結果: A77 1726可抑制成纖維細胞的增殖。羥脯氨酸檢測實驗組48 h組和72 h組成纖維細胞分泌膠原蛋白的含量顯著低于實驗對照組(P
【關鍵詞】 酪氨酸酶抑制劑; A77 1726; 白細胞介素13; 成纖維細胞; 膠原
A77 1726是免疫調節藥來氟米特(Leflunomide, LEF)的中間代謝產物。LEF是一種具有多重生理活性的新型的異惡唑類免疫抑制劑, 口服吸收后在肝臟和腸壁內被迅速代謝為A77 1726, 并通過A77 1726在體內發揮免疫調節作用, 該代謝物的一個重要作用是抑制酪氨酸激酶活性[1, 2]。已證實IL13是許多II類細胞因子決定的病理過程的關鍵誘導物, 與多種纖維化疾病的發病機制有關[3, 4], 我們前期實驗結果顯示細胞因子IL13可通過JAK(細胞內一組酪氨酸蛋白激酶)STAT6(信息傳導和轉錄激活因子)信號轉導通路促進成纖維細胞膠原蛋白的合成[5, 6], 本實驗進一步通過體外培養成纖維細胞, 觀察A77 1726對成纖維細胞增殖的影響, 以及A77 1726和IL13共同作用成纖維細胞, 觀察I型膠原α1基因表達及對I型膠原蛋白合成的變化, 以探討A77 1726是否通過抑制JAK/STAT6信號轉導通路而阻斷纖維化的部分機制。
1 材料和方法
1.1 材料 成纖維細胞株3T3細胞, 常規培養在含150 mL/L胎牛血清、 1×105 U/L的青、 鏈霉素的DMEM培養液中, 置于37℃、 含50 mL/L的CO2孵箱中培養, 實驗前, 實驗組和對照組細胞均用無血清DMEM培養12~16 h, 實驗組加入A77 1726(50 μmol/L)和IL13(100 μg/L), 實驗對照組加IL13(100 μg/L)(濃度已做過優化實驗, 此濃度最佳)。IL13、 Peprotech公司, A77 1726為美國欣凱公司上海代表處惠贈, 羊抗I型膠原蛋白抗體、 羊抗βactin抗體、 Santa Cruz公司, HRP兔抗羊IgG(II抗)購自北京中杉金橋生物技術有限公司。Western blot Luminol Reagent(sc2048): Santa Cruz。COL1A1特異性引物, TaKaRa公司(大連寶生物), F: 5′ACAgAggCATAAAgggTCA3′; R: 5′CAAggTCACggTCACgAA3′。SV total RNA isolation system(Promega), RTPCR kit(TaKaRa公司), 羥脯氨酸試驗檢測盒購自南京建成生物工程研究所。
1.2 方法
1.2.1 MTT法檢測A77 1726對成纖維細胞的增殖影響 將細胞以2.5×107/L密度接種于用 96 孔培養板中, 每孔100 μL, 37℃、 50 mL/L CO2孵箱中培養至細胞貼壁, 加入A77 1726, 使之終濃度分別為0 μmol/L、 25 μmol/L、 50 μmol/L、 75 μmol/L、 100 μmol/L, 每一濃度重復5孔, 37℃、 5 mL/L CO2孵箱中培養 20 h , 每孔加入 MTT 20 μL, 繼續培養4 h, 吸棄培養基, 用無血清培養液洗 1 次, 加150 μL二甲基亞楓溶解沉淀, 振蕩10 min, 結晶物溶解。比色: 選擇570 nm波長, 在酶聯免疫檢測儀上, 以空白孔調零, 測定各孔光吸收值。以空白未加藥物組作為對照組, 其余各組抑制率=(1-實驗組A)/對照組A×100%。
1.2.2 羥脯氨酸釋放試驗觀察A77 1726對IL13促進成纖維細胞分泌膠原的影響 成纖維細胞以5×108/L接種于培養瓶, 細胞匯合達80%左右時, 無血清DMEM培養12~16 h, 實驗對照組加IL13(100 μg/L)單獨作用24、 48、 72 h, 實驗組為IL13(100 μg/L)和A77 1726(50 μmol/L)共同作用成纖維細胞24、 48、 72 h, 細胞培養上清液進行羥脯氨酸釋放實驗, 比較各實驗組和實驗對照組羥脯氨酸含量的差別, 按試劑盒說明操作。
1.2.3 RTPCR檢測A77 1726對IL13促成纖維細胞I型膠原α1 mRNA表達的影響 取對數生長期細胞, 無血清DMEM培養12~16 h, 實驗分組同1.2.2, 用SV total RNA isolation system提取總RNA, 逆轉錄合成第1條cDNA, 使用COL1A1特異性引物, 按照TKR RTPCR kit標準程序進行擴增, 產物為378 bp, 進行10 g/L瓊脂糖電泳。
1.2.4 Western blot檢測A77 1726對IL13促成纖維細胞I型膠原蛋白表達的影響 取生長良好的成纖維細胞, 細胞密度5×108~1×109/L接種于培養瓶中, 無血清培養12~16 h后, 實驗分組同1.2.2, 收集細胞, 隨后各組用RIPA Buffer將細胞充分裂解, BioRad Dye Reagent(BioRad)進行蛋白定量。調整樣品中蛋白質含量, 均以20 μg蛋白量上樣進行70 g/L SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳, 硝酸纖維膜轉印。50 g/L脫脂奶粉4℃封閉, TBS洗滌, 經I型膠原蛋白第一抗體和第二抗體分別孵育后, ECL試劑顯像。再利用清除緩沖液清除硝纖膜上已結合的一抗和二抗, 重新經βactin一抗、 二抗孵育后, 再次顯像, 作為內部參照。對結果利用凝膠定量軟件Quantity One(BioRad)進行光密度分析。
1.2.5 統計學分析 各實驗重復3次, 計量資料以x±s表示, 以t檢驗對實驗組和對照組進行差異顯著性檢驗。P
2 結果
2.1 A77 1726抑制成纖維細胞生長 不同濃度A77 1726作用成纖維細胞, MTT法檢測到A77 1726可抑制成纖維細胞增殖, 當A77 1726濃度在25 μmol/L至100 μmol/L時, 細胞抑制率明顯上升。為此, 取50 μmol/L作為A77 1726對成纖維細胞作用的濃度(表1)。
表1 不同濃度A77 1726對成纖維細胞生長的影響(略)
Tab 1 The effect of A77 1726 on inhibition rate in fibroblasts
aP
bP
2 2 A77 1726阻斷IL13促成纖維細胞分泌膠原 羥脯氨酸是膠原分解代謝的產物, 機體內的羥脯氨酸主要存在膠原中, 因此, 羥脯氨酸是反映膠原含量的重要指標。IL13和A77 1726同時作用成纖維細胞24 h后分泌的總膠原含量與單獨IL13作用24 h組比較可見減弱, 48 h組可見明顯減弱(P
圖1 成纖維細胞經A77 1726和IL13共同作用后羥脯氨酸的變化(略)
Fig 1 The effect of A77 1726 and IL13 on Hyp production in fibroblasts
aP
2.3 A77 1726抑制IL13促成纖維細胞I型膠原α1 mRNA表達 RNA提取后, 用RTPCR kit(TaKaRa)進行RTPCR反應, βactin (511 bp)與COL1A1在同一管內擴增, 作為RTPCR的內部參照。反應結束, 10 g/L瓊脂糖凝膠電泳, 結果如圖2A所示, IL13對照組以及A77 1726和IL13共同作用實驗各組都出現了明顯的COL1A1mRNA表達, 即約378 bp處的熒光條帶, 通過圖像掃描, 積分光密度比值分析, 各實驗組COL1A1mRNA表達與對照組比較, 24 h組可見減弱, 48 h組有顯著減弱(P
圖2 A77 1726對IL13促成纖維細胞COL1A1mRNA表達的影響(略)
Fig 2 Effects of IL13 and A77 1726 on the expression of COL1A1 mRNA
A: Indicates the result of agar gel electrophoresis of RTPCR; 1: DNA marker; 2, 4, 6: IL13 24, 48, 72 h group; 3, 5, 7: IL13+A77 1726 24, 48, 72 h group. B: Indicates the ratio of luminous density of COL1A1 and βactin bands. aP
2.4 A77 1726抑制IL13促成纖維細胞I型膠原蛋白表達 IL13(100 μg/L) 和A77 1726(50 μmol/L)作用成纖維細胞不同時間, 裂解細胞提取蛋白質, 進行Western blot實驗。結果見圖3A為Western blot 的結果, 圖3B為各組I型膠原蛋白與βactin條帶的光密度比值。結果顯示, 各組在蛋白上樣量相等, 內參條帶基本一致的情況下, 實驗各組均出現了I型膠原蛋白條帶, 光密度比值分析表明IL13(100 μg/L)和A77 1726(50 μmol/L)作用24 h后, I型膠原蛋白表達可見減弱, 48 h組表達減弱顯著增強(P
圖3 A77 1726對IL13促成纖維細胞I型膠原蛋白表達的影響(略)
Fig 3 Effects of IL13 and A77 1726 on the expression of collagen type I protein
A: Indicates the result of Western blot; 1, 3, 5: IL13 24, 48, 72 h group; 2, 4, 6: IL13+A77 1726 24, 48, 72 h group. B: Indicates the ratio of luminous density of collagen type I and βactin bands. aP
3 討論
我們前期實驗結果顯示IL13能夠促進成纖維細胞的增殖, 作用24 h后即有I型膠原α1mRNA的表達上調, 且持續至72 h, 與文獻報道一致[7]。并證實了IL13的該作用是通過將JAK/STAT6信號轉導中的轉錄因子STAT6磷酸化來實現的。本實驗將酪氨酸酶抑制劑A77 1726和IL13一起共同作用成纖維細胞, 結果顯示: A77 1726和IL13作用48 h后I型前膠原mRNA(COL1A1)在成纖維細胞中表達比IL13單獨作用組明顯減弱, 作用72 h后幾乎達到完全阻斷, 這與實驗中I型膠原蛋白合成量的變化相符。
I型前膠原mRNA是成纖維細胞合成I型前膠原蛋白所必須的翻譯模板, 其含量減少, I型前膠原的翻譯速度必然下降, 同樣條件下I型前膠原合成量減少, 則成纖維細胞分泌I型膠原蛋白下降。因此我們認為A77 1726能通過抑制成纖維細胞內I型前膠原mRNA的轉錄, 而抑制成纖維細胞合成分泌I型膠原蛋白。推測這種阻斷作用的可能原因是: (1)A77 1726抑制成纖維細胞的生長增殖造成分泌細胞總數量減少, 與MTT實驗結果相符。我們的實驗結果顯示A77 1726 25 μmol/L濃度不抑制成纖維細胞生長, 而50 μmol/L濃度可顯著抑制成纖維細胞生長, 故選擇50 μmol/L作為A77 1726的使用濃度。(2)A77 1726通過抑制IL13信號轉導通路中的STAT6的磷酸化, 使之不能形成二聚體進入核內與膠原基因啟動子結合, 而抑制膠原基因的轉錄和翻譯。相類似的文獻報道有: Si等[8]的研究表明, 用A77 1726預處理肝星狀細胞(HSC)可通過阻斷3種信號轉導通路JAK/STAT通路、 MAPK通路、 PI3K/AKB通路而顯著抑制HSC的增殖從而抑制HSC中的I型膠原蛋白的沉積, 阻斷肝纖維化進程。另外Yao等[9, 10]的研究顯示A77 1726可抑制HSC的增殖和膠原合成, 而抑制由CCl4誘導的大鼠肝纖維化, 其機制可能與其抑制致HSC激活的因子如TGFβ、 TNFα和IL1分泌有關。Akiho等[11]研究表明A77 1726可抑制IL4和IL13誘導下的STAT6的DNA結合活性, 且效果與抗STAT6抗體相同。近期研究表明, IL4和IL13可以顯著增強角質細胞HaCaT表面CCL26的產生, 但A77 1726通過抑制JAK1STAT6依賴的通路, 對其增強作用產生阻礙[12]。
綜上所述, 本研究表明, A77 1726阻斷IL13促成纖維細胞I型膠原α1基因mRNA水平和蛋白水平的表達, 因此其對纖維化的抑制作用值得進一步研究。
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