PM2.5对阿尔茨海默病的影响及作用机制

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种年龄相关的神经退行性疾病,发病机制尚不明确。多项研究表明,PM_(2.5)可能是增加AD患病风险的潜在因素。PM_(2.5)风险是可预防的,因此阐明PM_(2.5)与AD之间的联系及关键作用机制,对AD的防治具有重要意义。现系统阐述PM_(2.5)与AD发病之间的流行病学及解剖学证据,并总结PM_(2.5)诱发AD的潜在机制,包括血脑屏障通透性改变、神经炎症、Aβ沉积及Tau蛋白过度磷酸化、线粒体功能障碍及氧化应激、神经毒性、表观遗传以及脑-肠轴等,为更好地理解PM_(2.5)与AD之间的关系提供参考。     

PM_(2.5)在阿尔茨海默病中的研究进展

从PM_(2.5)对阿尔茨海默病的标志物、炎症、脑的发育及其他因素造成的影响等方面入手,综合阐述了PM_(2.5)与阿尔茨海默病之间的联系。PM_(2.5)引发阿尔茨海默病的机制尚不明确,我们推测PM_(2.5)导致的阿尔茨海默病的标志物增多、炎症反应及氧化损伤等可能是引发该病的重要原因。     

妊娠期PM_(2.5)暴露诱导子代鼠大脑皮层中p53、c-Fos表达升高

目的研究妊娠期PM_(2.5)暴露后子代鼠大脑皮层凋亡相关蛋白p53和c-Fos的表达变化,探讨妊娠期PM_(2.5)暴露致子代鼠大脑皮层损伤的分子机制。方法利用气管滴注改良法,建立妊娠期小鼠PM_(2.5)暴露模型。孕鼠随机分为空白组、对照组、PM_(2.5)低、中、高剂量组。子代鼠出生后第14d,分离大脑皮层,荧光定量PCR检测凋亡相关蛋白p53和c-Fos mRNA的表达;Western blot检测p53和c-Fos蛋白的表达;免疫荧光染色检测p53和c-Fos在大脑皮层的分布。结果 PM_(2.5)中、高剂量组大脑皮层p53和c-Fos mRNA和蛋白表达较对照组明显增多,p53和c-Fos主要分布在额叶大脑皮层的锥体细胞层、内颗粒层和节细胞层。结论妊娠期PM_(2.5)暴露可导致子代鼠大脑皮层凋亡相关基因激活,这可能是PM_(2.5)致子代大脑皮层损伤发生的分子机制之一。     

大气颗粒物(PM2.5、PM10)对地表景观结构的响应研究进展

颗粒物PM_(2.5)、PM_(10)是近年来我国大气首要污染物,威胁环境和人类健康。地表景观结构直接或间接影响PM_(2.5)、PM_(10)浓度,了解其影响过程和机理对于改善生态环境具有重要意义。系统总结了国内外关于PM_(2.5)、PM_(10)对地表景观结构响应的研究成果,指出研究中出现不确定性的可能影响因素,并对今后的发展方向进行展望。得出基本结论:(1)地表景观类型的构成及其格局显著影响大气颗粒物浓度,对PM_(2.5)、PM_(10)起到"源"和"汇"的作用。(2)地表景观结构引起局地气候变化并影响颗粒物的迁移转化,但其影响过程和机理复杂,研究结论并不明确。(3)颗粒物浓度和地表景观数据主要通过实际监测或遥感处理方法获得,但因为获取方法、监测点微观环境及遥感影像等因素影响,导致数据具有不确定性,加上时空尺度相对应的复杂性,大大限制了地表景观结构与PM_(2.5)、PM_(10)响应关系的研究进展,是未来要突破的难点。(4)PM_(2.5)、PM_(10)对地表景观结构响应的区域时空差异及过程,局地小气候变化对颗粒物浓度的影响过程和强度,主要景观类型尤其是水体、湿地景观对大气颗粒物浓度的影响过程、机理与贡献程度等是未来需要关注的方向。     

复方精油对PM_(2.5)诱导小鼠肺微血管内皮细胞内皮间质转化的影响

探讨复方精油对PM_(2.5)诱导小鼠肺微血管内皮细胞(MHC)内皮间质转化(EndMT)的干预作用,并从TGF-β1/SMAD3/p-SMAD3通路分析其可能的调节机制。建立PM_(2.5)诱导小鼠MHC和复方精油干预模型,测定细胞活力和迁移能力的变化;采用RT-qPCR和Western blot检测CDH5、CD31、Col1、Acta2、S100A4和TGF-β信号通路相关因子的水平变化。结果表明复方精油可减弱PM_(2.5)对细胞迁移能力的影响;EndMT相关因子的表达随PM_(2.5)作用时间的延长呈现正向发展趋势,复方精油对PM_(2.5)诱导产生的EndMT有良好的干预作用;TGF-β1、TGF-βR1和p-SMAD3的表达均呈现下降趋势,EndMT相关因子的表达水平也有所逆转。复方精油可缓解PM_(2.5)诱导的EndMT进程,其作用与TGF-β1/SMAD3/p-SMAD3信号通路相关。     

不同污染程度下毛白杨叶表面PM2.5颗粒的数量及性质和叶片气孔形态的比较研究

选择了北京市环境PM_(2.5)浓度不同的两个采样点的毛白杨(Populus tomentosa Carr.)作为研究对象,利用环境扫描电镜及X-射线能谱仪对杨树叶片表面滞留的PM_(2.5)颗粒进行了观察、统计和成分分析,并研究了叶片气孔对环境颗粒物污染的适应性变化。结果表明:夏秋两季西直门叶片样品上下表面的PM_(2.5)数量均多于森林公园样品这说明环境PM_(2.5)浓度是影响叶片表面滞留颗粒物数量的主要原因;其中叶片上表面是滞留PM_(2.5)颗粒的主要区域。森林公园样品中PM_(2.5)颗粒性质比较单一,硅铝酸盐颗粒和石英颗粒占很大比例,二者的主要来源均为天然源,如土壤扬尘、矿物颗粒等;而西直门采样点叶片样品滞留的PM_(2.5)颗粒的元素组成更为复杂,其中50%以上的硅铝酸盐颗粒检测出了明显的铜、钾、氯、钠等元素的谱峰其来源主要是工业排放;西直门样品PM_(2.5)的含硫量高于森林公园样品,且夏季明显高于秋季。研究还发现有少数PM_(2.5)颗粒进入了毛白杨叶片的气孔而且不同污染程度下气孔的形态特征存在差异。与森林公园毛白杨叶片的气孔相比,西直门处的毛白杨叶片气孔的长度、宽度、面积和气孔密度均较小,说明较高的PM_(2.5)污染程度对毛白杨叶片的形态发育有一定影响。研究结果可以为揭示植物叶片阻滞、吸收大气颗粒污染物的机制、合理选择和优化城市绿化树种从而改善空气质量提供一定的科学理论依据。     

大气PM2.5中微生物活性的探测

【背景】细颗粒物(PM_(2.5))具有多种毒性效应,长期暴露对机体可造成严重危害。微生物作为PM_(2.5)的重要生物组成成分,目前尚无简单易行地测定PM_(2.5)中微生物活性的方法。【目的】利用小流量采样仪采集细颗粒物PM_(2.5),通过大量的模拟和测试实验,初步建立了一套测定PM_(2.5)中微生物活性水平的荧光素二乙酸酯(FDA)水解法。【方法】使用5L/min的小流量采样仪采集样品40 min,FDA的浓度为200μg/mL,经过1.5 h的暗反应,使用丙酮终止15 min后测定其荧光强度,并计算微生物活性。【结果】利用该方法测得2017年7月大气PM_(2.5)中微生物活性平均水平为0.873ng/m~3荧光素钠;室内空气细颗粒物PM_(2.5)中微生物活性水平为1.110 ng/m~3荧光素钠。【结论】建立了一种有效准确地测定大气颗粒物PM_(2.5)中微生物活性的方法。     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬机制选择性清除多余或损伤线粒体的过程,对于线粒体质量控制以及细胞生存具有重要作用。在线粒体自噬的过程中,线粒体自噬受体FUNDCl、Nix、BNIP3,接头蛋白OPTN、NDP52以及去泛素化酶UPS30、UPS8等发挥了重要的调控作用。近年来,研究发现线粒体自噬与神经退行性疾病、脑损伤以及胶质瘤相关。因此,研究线粒体自噬的分子机制具有重要意义。本文就与哺乳动物相关的线粒体自噬分子机制及最新研究进展做一综述。     

冬季PM2.5的气象影响因素解析

气象因素能够显著影响PM_(2.5)浓度,可减轻或加剧城市空气污染,尤其是在雾霾严重的冬季。同时由于城市间污染物排放强度和扩散条件的差异,雾霾的发生往往具有较强的区域性。选择了石家庄、西安、北京、太原、广州5个不同污染区域的典型城市,首先分析多个气象因子与PM_(2.5)浓度的关系,进而研究气象因素对PM_(2.5)浓度变异解释度的差异,以及气象因子对PM_(2.5)浓度影响的相对重要性,进一步对比分析气象因素对PM_(2.5)浓度影响在不同污染程度的城市之间的差异,解析了不同城市的主要气象影响因素和气象因素的综合影响程度。研究结果表明:(1)气象条件与PM_(2.5)日浓度显著相关,且在不同污染程度的城市与PM_(2.5)浓度相关的气象因子不同。与石家庄冬季PM_(2.5)浓度相关的气象因素为相对湿度、平均风速;与西安PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速和最大持续风速;与北京PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素相对湿度、日均温度、平均风速、最大持续风速和最低温;与太原PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为日均温、相对湿度、平均风速、最高温、最低温和最大持续风速;与广州PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速、最高温和降雨量。(2)PM_(2.5)浓度越高的地区,气象因素能够解释的PM_(2.5)浓度变异越小。严重污染区的石家庄气象因素多元回归分析的R~2为0.27,重污染区的西安气象因素多元回归分析R~2为0.29,中污染区的北京气象因素多元回归分析R~2为0.46,污染地区的太原气象因素多元回归分析R~2为0.67。研究结果揭示了不同城市的主要气象影响因素及其综合影响程度,可为城市PM_(2.5)控制和预测精度提高提供理论参考,并为区域生态环境规划和城市协调发展提供科学依据。     

核转录因子NF-E2相关因子2信号通路在PM_(2.5)致雌性大鼠生殖损伤中的作用

目的研究核转录因子NF-E2相关因子2(NF-E2 related factor 2, Nrf-2)信号通路在PM_(2.5)雌性生殖损伤中的作用。方法 30只雌性SD大鼠随机分为生理盐水对照组、1.5 mg/kg PM_(2.5)低剂量组和37.5 mg/kg PM_(2.5)高剂量组,连续暴露染毒10 d。ELISA试剂盒检测子宫中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白介素-1β(interleukin 1 beta, IL-1β)和白介素-6(interleukin-6, IL-6)含量。荧光定量PCR (qPCR)检测子宫组织Nrf-2和血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)mRNA表达水平。Western blot检测子宫组织Nrf-2和HO-1蛋白表达水平。结果低剂量组和高剂量组子宫TNF-α、IL-1β和IL-6含量均明显高于对照组(P0.05);与低剂量组相比,高剂量组子宫TNF-α、IL-1β和IL-6含量明显升高,差异有显著性(P0.05);且子宫组织炎性因子含量与PM_(2.5)暴露量正相关,随着PM_(2.5)暴露浓度的升高,TNF-a、IL-1β和IL-6含量不断升高(r=0.870、0.847和0.855)。荧光定量PCR和western blot检测结果显示,低剂量组和高剂量组子宫组织中Nrf-2和HO-1的mRAN表达水平和蛋白表达水平均明显高于对照组,差异有显著性(P0.05)。结论雌鼠暴露PM_(2.5)后,Nrf-2信号通路被激活,但PM_(2.5)依然能诱发子宫炎症反应,造成子宫组织损伤。     

β淀粉样蛋白导致的线粒体损伤研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年人中最常见的神经退行性疾病之一,但目前对于AD发病机制尚不清楚．越来越多的研究表明,β淀粉样蛋白 (β-amyloid,Aβ)引起的线粒体结构异常和功能损伤在AD的发病过程中发挥重要作用． Aβ引发线粒体损伤的机制主要为诱导线粒体能量代谢中几种关键酶的活性下降、线粒体分裂/融合平衡的破坏以及线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore, mPTP)开放．综述了Aβ引发线粒体损伤的以上几方面机制在近年来取得的进展．     

线粒体损伤与急性肾损伤的研究进展

线粒体是有多种重要功能的细胞器,而肾小管上皮细胞又富含线粒体,越来越多的证据表明线粒体损伤对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的发病有着十分重要的作用。近来对于线粒体产能外的功能研究,如线粒体分裂融合、线粒体生成、线粒体自噬等逐渐深入,使得对AKI发病机制及防治手段有更深入的探究。本文就急性肾损伤中线粒体功能的改变、衰老相关的线粒体损伤以及可能的干预靶点的研究进展作一综述。     

微囊藻毒素-LR对小鼠原代肝细胞线粒体功能的影响

目的 蓝藻水华引起的微囊藻毒素污染是世界性关注话题之一,微囊藻毒素LR(MC-LR)具有强特异性肝毒性,但其引起肝损伤的确切机制尚未完全阐明.为解决这一问题,本研究从细胞分子层面探讨MC-LR造成肝细胞线粒体功能改变的分子机制.方法 提取小鼠原代肝细胞,加入梯度剂量的MC-LR(2.5～10 nmol/L)作用48 h...     

双氢青蒿素对嗜热四膜虫的毒性效应

以嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)为试验对象, 双氢青蒿素(Dihydroartemisinin, DHA)以终浓度为0(对照组)、40、80、160和320 μmol/L 分别加入到嗜热四膜虫细胞培养液中, 探讨双氢青蒿素对嗜热四膜虫的毒性作用。采用 CCK-8 法检测嗜热四膜虫细胞增殖, 倒置显微镜和荧光显微镜观察细胞的形态结构及运动, 采用流式细胞术检测线粒体膜电位, 检测细胞内抗氧化还原酶活力和线粒体酶活力。结果表明, DHA显著抑制嗜热四膜虫增殖(P＜0.05), 在一定暴露时间内增殖活力和浓度呈负相关。双氢青蒿素作用嗜热四膜虫48h后各暴露组细胞皱缩变圆, 对照组细胞呈椭圆状。其中在160和320 μmol/L DHA暴露下, 嗜热四膜虫在培养基中的活动减弱, 细胞核出现固缩和浓染等特征, 线粒体膜电位显著下降(P＜0.05)。随着 DHA浓度增加, 细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性先增强后下降。线粒体内琥珀酸脱氢酶(SDH)活性逐渐降低, 与对照组相比, 差异均有统计学意义(P＜0.05)。上述结果表明, 双氢青蒿素对嗜热四膜虫具有毒性作用, 抗氧化酶在一定程度上能抵抗双氢青蒿素暴露导致的氧化损伤。氧化应激和线粒体损伤可能是双氢青蒿素对嗜热四膜虫产生毒性效应的重要机制。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制。叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷。本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异。并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制。实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性。提示：在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用。     

线粒体在运动保护心肌免受缺血再灌注损伤中的作用

线粒体是参与心肌缺血再灌注(myocardial ischemia and reperfusion,MI/R)损伤的关键细胞器,线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)爆发、Ca²⁺失调、线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)开放、线粒体肿胀、促凋亡蛋白释放等都会导致线粒体功能障碍,心肌功能受损。运动是预防MI/R损伤的有效干预手段,其保护作用可能通过线粒体来实现。运动保护MI/R损伤的线粒体机制由多种因素决定,如线粒体能量学、K_ATP通道、mPTP、线粒体跨膜电位(ΔΨ_m)、线粒体蛋白、线粒体脂质、线粒体质量控制、远程调控因子等。本文综述了MI/R产生的线粒体机制,运动对MI/R的保护作用以及线粒体在其中的作用,以期为MI/R损伤的线粒体治疗策略提供参考。     

H2O2诱导的线粒体损伤神经元内硫氧还蛋白 mRNA水平的变化

线粒体缺陷和氧化应激参与了神经退行性疾病的发病机制.叠氮钠(NaN3)是线粒体细胞色素C氧化酶(COX)的特异性抑制剂,能诱导线粒体缺陷.本实验通过细胞活性检测(MTT法),形态学观察,分析H2O2对原代培养的正常神经元及NaN3诱导的线粒体缺陷神经元的损伤作用的差异.并通过RT-PCR半定量法检测H2O2损伤后两类神经元内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)mRNA水平的变化,以阐明细胞内这一重要氧化还原调节蛋白在神经元损伤时的作用机制.实验表明,在正常神经元内,H2O2的损伤对Trx表达量的改变似乎不明显;而线粒体缺陷神经元内Trx的表达量下降,且对于H2O2的损伤具有浓度、时间依赖性.提示在线粒体功能缺陷神经元中,Trx似乎发挥更重要的作用.     

北京西山不同海拔油松林PM2.5浓度及叶片吸附量变化规律

以北京西山不同海拔梯度油松人工林为研究对象,对油松林PM_(2.5)浓度变化和叶片PM_(2.5)吸附量进行分析,并应用电子显微镜对不同海拔油松叶表面微形态特征进行观察,阐释叶片吸附PM_(2.5)差异。结果表明:随着海拔升高PM_(2.5)质量浓度逐渐降低,不同海拔油松林PM_(2.5)质量浓度日变化均呈典型的双峰曲线,7:00和19:00是一天的两个峰值,最小值出现在13:00—15:00左右;从不同月份看,不同海拔油松林PM_(2.5)质量浓度最高值出现在冬季的2月,最低值在8月;不同海拔油松林PM_(2.5)质量浓度全年均值为84 m((102.28±18.44)μg/m~3)110 m((94.18±18.34)μg/m~3)160 m((81.53±19.23)μg/m~3)230 m((75.39±15.71)μg/m~3);随着海拔升高单位叶面积PM_(2.5)吸附量逐渐减小,每升高50 m,单位叶面积PM_(2.5)吸附量降低23.25%,每公顷PM_(2.5)吸附量下降26.43%,不同海拔油松林每公顷PM_(2.5)吸附量全年均值为84 m((8.61±1.08)kg/hm~2)110 m((7.30±0.94)kg/hm~2)160 m((6.35±0.99)kg/hm~2)230 m((4.34±1.14)kg/hm~2);处于低海拔的油松叶表面较粗糙,气孔内部和周围聚集大量颗粒物,在叶面形态上更有利于吸附PM_(2.5),高海拔则相反。高海拔空气质量优于低海拔,低海拔的植物吸附颗粒物多于高海拔。研究结果可为城市造林和森林净化大气提供数据支持。     

北京西山绿化树种PM2.5吸附量及叶表面AFM特征分析

以北京西山针阔叶树种(白皮松Pinus bungeana、油松Pinus tabulaeformis、柳树Salix babylonica、五角枫Acermono、银杏Ginkgo biloba、杨树Populus spp.)为研究对象,应用气溶胶再发生器测定植物叶片夏秋季PM_(2.5)吸附量,同时用原子力显微镜(AFM)观察叶表面微形态特征,并分析叶表面粗糙度等参数,探讨树种叶表面特征与其PM_(2.5)吸附能力间的相关性。结果表明:针叶树种年均单位叶面积PM_(2.5)吸附量(1.70μg/cm~2)阔叶树种(0.48μg/cm~2);各树种年均单位叶面积PM_(2.5)吸附量大小排序为白皮松(1.71μg/cm~2)油松(1.67μg/cm~2)柳树(0.54μg/cm~2)五角枫(0.51μg/cm~2)银杏(0.47μg/cm~2)杨树(0.39μg/cm~2)。针叶树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量季节变化趋势为冬(2.86μg/cm~2)春(1.39μg/cm~2)秋(1.13μg/cm~2)夏(0.96μg/cm~2);而阔叶树种则是秋(0.56μg/cm~2)夏(0.55μg/cm~2)春(0.015μg/cm~2)。叶片粗糙度与单位叶面积PM_(2.5)吸附量呈显著线性正相关(P0.01),其中,针叶树种吸附PM_(2.5)能力受粗糙度影响较明显。北京作为国际化大都市,大气环境PM_(2.5)污染趋于严重。因此,分析了北京西山典型针阔叶树种PM_(2.5)吸附量的季节差异及其影响因素,探讨各树种叶片吸附PM_(2.5)机理,根据各树种吸附PM_(2.5)特征及其与叶表面形态的关系,对针阔叶树种进行合理配置,充分发挥城市绿地系统的生态服务功能,为城市绿化树种的科学选择提供参考。     

β-淀粉样肽的细胞内毒性与线粒体通透性转变孔道

β-淀粉样肽（amyloid—β peptide,Aβ）是阿尔采末病患者脑内老年斑的主要成分,具有很强的神经毒性。近年来,研究发现细胞内产生和聚集的Aβ可以通过多种途径发挥其神经毒性作用。利用离体线粒体模型发现,Aβ可以导致线粒体通透性转变孔道（mitochondrial permeability transition pore,MPTP）开放。MPTP开放会进一步加剧线粒体功能的损伤,并可导致细胞色素c和凋亡诱导因子释放,在线粒体介导的细胞死亡中具有重要作用。Aβ引起的MPTP开放可能是胞内Aβ导致神经元死亡的重要通路,研究Aβ对该孔道的影响将有助于阐明Aβ的毒性机理并以期找到减轻Aβ损伤的新策略。