慢性PM2.5暴露对C57BL/6J小鼠肺组织炎症和NLRP3炎性小体活性的影响

目的 研究慢性PM2.5暴露对小鼠肺炎症和NLRP3炎性小体活性的影响,为防治PM2.5所致肺损伤提供新靶点。方法 雄性C57BL/6J小鼠通过不同剂量气管滴注法进行PM2.5染毒,剂量为2,10mg/(kg·bw),对照组小鼠滴注生理盐水。小鼠连续滴注20次,每3d染毒1次后,取血和肺组织。三组小鼠进行血细胞计数;用免疫荧光染色法检测肺组织巨噬细胞水平;用试剂盒测定肺组织中白细胞介素(interleukin,IL)-1β,IL-18水平及caspase-1活性;用实时定量PCR法检测肺组织NLRP3炎性小体相关mRNA表达水平。结果 两个剂量PM2.5染毒均能明显降低单核细胞百分比(P<0.01),增加中性粒白细胞百分比(P<0.01);导致肺炎症发生;增加肺组织caspase-1活性(P<0.01)及NLRP3和ASC的mRNA表达(P<0.01)。与对照组相比,两个剂量组小鼠肺组织IL-1β和IL-18水平均显著增高(P<0.01)。结论 慢性PM2.5暴露可能通过激活肺组织NLRP3炎性小体导致肺炎症发生。     

大气PM2.5对心肺系统和糖尿病的影响及机制CSCD

大量流行病学及毒理学研究结果表明,PM2.5暴露不但可引起肺组织损伤和肺通气功能障碍,并导致肺慢性阻塞性疾病及感染性疾病的发生和发展,还可致心血管系统功能损伤和相关疾病的发生,并能诱发并加重糖尿病。PM2.5致病的分子机制与代谢活化、诱导氧化应激及炎症信号通路等干扰细胞内生理生化过程,从而引起亚细胞结构和功能损伤有关。本文综述了PM2.5对心肺系统及糖尿病影响研究的新成果,并重点介绍其机制研究的新进展。     

杭州市中心城区大气PM2.5暴露致大鼠肺部损伤作用研究

目的：探讨杭州市中心城区大气细颗粒物（PM2.5）对大鼠肺部的损伤及其对内质网应激通路的激活作用。方法：在杭州中心城区采用大容积空气颗粒物采样器将PM2.5颗粒采集于石英纤维滤膜上,将收集的PM2.5洗脱于超纯水中,再经真空冰冻干燥处理。将24只雄性SD大鼠随机分为3组：空白对照组,PM2.5低剂量组（5 mg/kg BW）和高剂量组（25 mg/kg BW）。采用气管滴注法进行染毒,每周1次,连续染毒4周。末次染毒24 h后麻醉动物,取左肺行HE染色,观察肺组织病理学改变。以化学比色法检测右肺肺泡灌洗液（BALF）中总抗氧化能力（T-AOC）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和乳酸脱氢酶（LDH）活性,ELISA法测定BALF中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-6（interleukin-6,IL-6）水平。Western blot法检测肺组织中内质网应激标志物葡萄糖调节蛋白78（GRP78）表达、磷酸化蛋白激酶受体样内质网激酶（PERK）,磷酸化真核细胞翻译起始因子2α（eIF2α）,C/EBP同源蛋白（CHOP）,肌醇依赖酶1α（IRE1α）,X盒结合蛋白1（XBP1）蛋白的水平。结果：与空白对照组相比,低剂量和高剂量PM2.5染毒均能导致大鼠肺部出现明显的肺泡壁增厚、肺泡腔缩小、间质增生和炎细胞浸润,且随着染毒剂量增加组织损伤加重。PM2.5染毒组大鼠BALF中T-AOC含量和SOD活性呈剂量依赖性下降（P<0.05）;而BALF中的LDH活性则呈剂量依赖性上升（P<0.05）。PM2.5染毒导致大鼠肺部促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的释放呈剂量依赖性增加（P<0.05）。高剂量PM2.5染毒组大鼠肺组织中GRP78、磷酸化PERK（p-PERK）、磷酸化eIF2α（p-eIF2α）、CHOP、IRE1α和剪切型X盒结合蛋白1（XBP1-S）表达显著升高,而未剪切型XBP1（XBP1-U）表达明显下降。结论：杭州市中心城区PM2.5染毒可引起大鼠肺部的炎性损伤,上述损伤可能与肺部氧化应激和内质网应激通路的激活相关。     

PM2.5暴露对大鼠心脏功能及NLRP3炎性小体表达的影响

目的 探究气道吸入不同浓度PM2.5混悬液是否能激活大鼠心肌组织NLRP3炎性小体引起心脏功能的损伤,为寻找相关药物干预提供参考。方法 SD大鼠随机分为对照组,低(7.5 mg/kg)、中(15 mg/kg)、高(30 mg/kg)剂量染毒组,每组7只。染毒组通过非暴露式气管滴注相应剂量混悬液(1 mL/kg),6 d 1次,持续2个月,对照组大鼠滴注等量生理盐水,滴注期间每日记录大鼠生理状况。末次滴注完成后,禁食12 h, 1%戊巴比妥钠(50 mg/kg)麻醉,以心肌组织病理切片、心肌细胞凋亡状况、心肌谱酶变化反应心脏功能状况;以心肌组织Bcl-2,Bax蛋白;NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白及mRNA表达,血清中IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-18表达水平反应心肌组织NLRP3炎性小体的活化状况。结果 滴注不同剂量PM2.5混悬液后,各染毒组大鼠不同程度毛色变黄、无光泽,活动减少,饮食、体重无明显影响,心肌组织出现不同程度的横纹断裂、细胞减少、排列无规则、细胞核固缩、水肿的现象。与对照组相比,染毒组大鼠心肌组织中CK、LDH、AST水平,Bcl-2、IL-1...     

模拟室内高浓度PM2.5对大鼠血清和组织VEGF蛋白表达的影响

目的:采用"密闭环境熏烟法"模拟PM2.5高浓度环境,建立大鼠被动吸烟模型,观察模拟公共场所室内高浓度PM2.5对正常大鼠血清血管内皮生长因子(VEGF)以及心、脾、肺三种组织VEGF蛋白表达的影响。方法:将20只6月龄雄性健康Wistar大鼠按体重分层随机分为实验组和对照组。并且两组大鼠均于相同的环境下(温度,湿度,光照)进行饲养。对照组不做任何处理,实验组进行为期6周的密闭环境烟熏。末次烟熏结束24-36小时内,用ELISA检测两组大鼠血清VEGF水平的变化,用Western blot检测心、脾、肺三种组织VEGF蛋白表达的变化。结果:与对照组比较,实验组心、脾VEGF1、2以及肺VEGF1蛋白表达水平均显著下降,而肺VEGF2和血清VEGF水平无显著变化。结论:6周模拟公共场所室内高浓度PM2.5能显著降低大鼠心、脾、肺VEGF蛋白表达水平。     

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。     

急性PM2.5暴露对C57BL/6J小鼠和酒精性脂肪肝病模型小鼠肺组织炎症的影响

目的 研究急性PM2.5暴露对C57BL/6J小鼠和酒精性脂肪肝病模型小鼠肺炎症和NLRP3炎性小体的影响,为防治PM2.5暴露所致急性肺损伤提供靶点。方法 将40只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组、PM2.5染毒组、酒精性脂肪肝病(AFLD)模型组和AFLD+PM2.5染毒组(AFLD+PM2.5)。连续8周给予小鼠Lieber-DeCarli饮食建立AFLD模型,对照组和PM2.5染毒组给予对照饮食。从第9周开始,通过气管滴注法对PM2.5组和AFLD+PM2.5组小鼠连续7 d进行PM2.5染毒;对照组和AFLD组小鼠同时气管滴注生理盐水。末次染毒结束24 h后将动物处死。测定小鼠血细胞计数水平;用HE染色法观察肺组织的组织病理学改变;用ELISA试剂盒检测3组小鼠肺泡灌洗液中白细胞介素(interleukin, IL-1β),IL-6和TNF-α水平;用实时定量PCR检测肺组织NLRP3炎性小体相关蛋白的mRNA表达水平。结果 PM2.5急性暴露导致小鼠肺泡间隔增宽。与对照组相比,PM2.5染毒组和AFLD-PM2.5组小鼠血中白细胞和单核细胞百分以及肺泡灌洗液中炎性细胞...     

短暂前脑缺血小鼠海马脑红蛋白表达的动态变化

研究了小鼠短暂前脑缺血再灌注后不同时相点脑红蛋白表达的动态变化及其意义。用夹闭双侧颈总动脉的方法建立C57BL/6小鼠缺血再灌注动物模型;采用RT-PCR及Western blotting方法检测各组小鼠海马组织中脑红蛋白在转录和翻译水平表达的动态变化。结果显示,脑红蛋白在mRNA水平表达的动态变化为:与假手术对照组(100±0.00)比较,再灌注后6h(132.59±28.26,P<0.05)开始升高;24h(157.36±13.85,P<0.001)达高峰;48h(146.55±23.17,P<0.01)开始下降;72h(118.42±34.23,P>0.05)基本恢复至正常水平。脑红蛋白在蛋白水平表达的动态变化为:与假手术对照组(100±0.00)比较,再灌注后6h(111.46±23.54,P>0.05)轻微升高,24h(141.25±32.12,P<0.01)达高峰,48h(138.02±19.68,P<0.05)开始下降,72h(119.29±35.18,P>0.05)基本恢复至正常水平。结果提示,脑缺血再灌注各时相点的脑红蛋白mRNA及蛋白表达水平均增加,可能是机体的应激反应,但持续时间较短(48h以内)。     

二氧化硫体内衍生物对小鼠海马神经元DNA的损伤作用

运用单细胞凝胶电泳技术 (又称彗星实验 )研究了SO2 的体内代谢衍生物———亚硫酸氢钠(NaHSO3 )和亚硫酸钠 (Na2 SO3 )腹腔注射对小鼠海马神经元细胞DNA的损伤 .在衍生物剂量为 0 ,0 1 2 5、0 2 5 0、0 5 0 0、1 0 0 0g kg体重的染毒条件下 ,雄性小鼠海马神经元细胞DNA迁移长度分别为0 4 0、1 1 4、3 6 2、5 0 8、2 9 1 3μm ,雌性小鼠海马神经元细胞DNA迁移长度分别为 0 6 1 ,1 0 4 ,2 75 ,3 6 6 ,2 0 94 μm ,表明SO2 的体内衍生物可以引起小鼠海马神经元细胞DNA损伤 ,且随SO2 衍生物腹腔注射剂量的增加 ,DNA的损伤也加剧 .这意味着SO2 的体内衍生物具有引起哺乳动物海马神经元细胞DNA突变的潜在危险 ,表明SO2 衍生物是一种潜在的神经毒物     

PM2.5暴露荷瘤裸鼠后肠道菌群组成的改变

目的 了解暴露PM2.5后的Bac荷瘤裸鼠肠道菌群组成的变化。方法 采用A549细胞对30只Bac裸鼠进行肺内注射,饲养1周适应环境,第2周开始进行暴露染尘与对照暴露生理盐水组实验,共暴露1、4、8周。采用口鼻暴露仓进行小鼠染尘与生理盐水暴露操作,每周暴露6 d,每天2 h,建立大气污染暴露荷瘤裸鼠模型,5只未做处理的Bac荷瘤裸鼠作为空白对照组。采集裸鼠晨起新鲜粪便样品,抽提其中微生物总基因组DNA,采用Ⅱ代基因测序技术对粪便样品进行16S高变区扩增测序,划分可操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）,使用I-Sanger分析平台对所有OTU进行物种注释与评估、物种组成分析、样本比较分析等,运用R Studio软件对数据进行统计学分析。结果 厚壁菌门和拟杆菌门在PM2.5暴露组、生理盐水对照组和空白对照组均为最优势菌门。PM2.5暴露组与生理盐水对照组及空白对照组相比厚壁菌门减少,拟杆菌门增加。结论 PM2.5暴露减少Bac荷瘤裸鼠肠道菌群丰度,破坏肠道菌群平衡,在一定程度上可抑制有益菌的繁殖,并使致病菌数量增加。     

荷瘤裸鼠暴露于PM2.5后肠道菌群的急性改变

目的 研究暴露于PM2.5后的肺癌荷瘤裸鼠肠道菌群发生的急性改变。方法 18只Bac裸鼠随机分为PM2.5暴露组和对照组,每组9只。全部裸鼠应用A549细胞腋下注射后,饲养1周让其适应环境,第2周开始于动式染尘暴露仓中暴露染尘,对照组暴露于生理盐水。每天暴露2 h,每周暴露6 d,共暴露3周。利用16S rDNA分析技术对粪便标本的PCR产物进行高通量测序。结果 暴露于PM2.5的肺癌荷瘤裸鼠肠道菌群结构发生改变,与对照组荷瘤裸鼠肠道菌群相比,其厚壁菌门、拟杆菌门细菌显著减少,而致病菌变形菌门细菌增加。结论 PM2.5可以导致肺癌荷瘤裸鼠肠道菌群失衡。     

PM_(2.5)致炎症作用及其机制研究进展

大气细颗粒物(PM2.5)能够深入下呼吸道,直达肺泡,并且能透过肺呼吸道屏障,进入循环系统,随血流而到达全身各靶器官,对其组织细胞造成伤害。除诱发呼吸系统疾病外,PM2.5还能致心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤等多种疾病的发生和发展。PM2.5致局部组织或系统的急性或慢性炎症、炎症细胞的浸润、炎症因子的异常表达与释放等,被认为是致人体健康损伤的重要机制。在综述PM2.5与炎症细胞的相互作用、炎症因子的表达与释放等致炎症效应新成果的基础上,概述了近年来人们对于PM2.5致炎症作用机制的新认识。     

大气细颗粒物影响小鼠上、下呼吸道菌群结构

探讨影响人类健康的大气细颗粒物干扰小鼠上呼吸道和下呼吸道菌群定植及可能机制。

建立大气细颗粒物暴露的小鼠模型。BALB/c小鼠随机分为PM2.5暴露组和对照组, 每组10只。收集上呼吸道和下呼吸道灌洗液进行菌群测序分析, 并进行肺组织HE染色, 观察肺组织形态改变情况。

大气细颗粒物暴露小鼠, 破坏肺组织气血屏障结构。16S rRNA测序证实了上、下呼吸道微生态的组成因大气细颗粒物暴露而发生改变。明确了与细颗粒物暴露组相比较, 对照组的噬几丁质菌定植的丰度较高。

大气细颗粒物影响小鼠上、下呼吸道的微生态结构。研究发现的差异菌群改变将会成为新的肺损伤治疗的潜在菌群。

     

大气细颗粒污染物 PM2.5 浓度及对肺上皮细胞炎性因子的影响

目的:研究大气细颗粒污染物(PM2.5)浓度及对肺上皮细胞(A549细胞)炎性因子的影响。方法:测定2013年1月至2013年12月北京市某城区PM2.5浓度,比较不同PM2.5浓度对A549细胞炎性因子IL-6、TNF-α表达水平的影响。结果:北京市细颗粒污染物PM2.5日均值春季、夏季、秋季、冬季分别为174.3μg/m3、143.5μg/m3、166.7μg/m3、189.6μg/m3,四季超标率差异无统计学意义(P>0.05);大气细颗粒污染物PM2.5对肺上皮细胞IL-6、TNF-α的影响,春季、夏季、秋季、冬季四季之间差异无统计学意义(P>0.05);随着PM2.5浓度升高IL-6、TNF-α表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05);随着染毒时间延长IL-6、TNF-α表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:大气细颗粒污染物浓度升高会使肺上皮细胞炎性因子表达增强。     

Study of PM10, PM2.5, and PM1 levels in during dust storms and local air pollution events in urban and rural sites in Tehran

The aim of this study is to survey the PM₁₀, PM_2.5, and PM₁ concentrations in rural and urban areas in Tehran province during cold, warm and dust storm days from December 22, 2016 to June 5, 2017 using Grimm Model aerosol spectrometer. During the study period, daily PM₁₀, PM_2.5, and PM₁ concentrations ranged from 27.2 to 244.96, 8.4 to 77.9, and 6.5 to 56.8 μg/m³ in urban sites, and 22.8 to 286.4, 6 to 41.1, and 2.1 to 20.2 μg/m³ in rural parts, respectively. Particularly, both daily WHO limits for outdoor PM₁₀ (50.0 μg/m³) and PM_2.5 (25.0 μg/m³) exceeded in 95% and 83% of the outdoor measurements in winter and 82% and 58% in total sampled days in urban site, respectively. The 24-h average PM₁₀ and PM_2.5 concentrations also exceeded by 59% and 18% in winter and by 36% and 14% of all sampling days in rural site, respectively. During the dust storm, the 24-h average PM₁₀, PM_2.5, and PM₁ concentrations were, respectively 4.7, 2, and 1.96 times higher than those in urban site and 2, 1.7, and 1.3 times more than those in rural site in all sampled days.     

螺旋藻对运动疲劳大鼠海马损伤的保护作用及机制研究

目的：研究BDNF/TrkB神经营养信号在运动疲劳大鼠海马神经元损伤中的作用与螺旋藻改善运动致脑海马损伤的作用及其可能的机制。方法：60只雄性SD大鼠随机分为：正常对照组（NC组）、正常+螺旋藻灌胃组（NS组）、运动模型组（EM组）、运动+螺旋藻灌胃组（ES组）、阳性对照组（PC组）,每组12只。EM组、ES组和PC组采用3周的递增式跑台训练建立运动疲劳模型。NC组不施加任何干预,用作对照。NS组和ES组按每天300 mg/kg体重灌胃螺旋藻,PC组以同等体积的人参提取物（1.92 g/kg）灌胃,连续灌胃3周。实验末,用免疫组化和免疫印迹法检测各组大鼠海马BDNF、TrkB、p-TrkB蛋白表达水平,并用尼氏染色法观察海马CA1区形态结构的变化,同时观察大鼠体重等一般情况。结果：与NC组比较,EM组大鼠的体重降低,海马CA1区神经元细胞形态异常且排列紊乱,部分细胞固缩呈不规则变化,部分神经元消失不见,海马BDNF、TrkB和p-TrkB蛋白表达均明显升高（P<0.01）;与EM组比较,ES组大鼠的体重增加,海马神经元损伤得到明显改善,神经元数目和尼氏小体数量增加,神经元排列渐趋规则,形态较完整,ES组海马BDNF、TrkB和p-TrkB蛋白表达均明显升高（P<0.05或P< 0.01）,且与PC组相比,已无明显差别（P>0.05）。结论：BDNF/TrkB神经营养信号可能参与运动致疲劳大鼠海马神经元损伤的修复过程;螺旋藻补充能改善运动疲劳大鼠海马神经元损伤,其原因可能与其上调BDNF和其受体（TrkB）及其受体磷酸化（p-TrkB）蛋白表达而发挥神经保护作用有关。     

维生素E对暴露于高温及PM2.5中COPD大鼠呼吸系统的保护性作用*

目的:探讨维生素E改善暴露于高温与PM_2.5对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠呼吸系统功能损伤的作用。方法:将54只7周龄SPF级雄性Wistar大鼠随机分成9个实验组(n=6),利用烟草烟雾和气管内滴注脂多糖建立COPD大鼠模型,而后对其进行PM_2.5(0 mg/ml、3.2 mg/ml)气管滴注染毒和维生素E腹腔注射(20 mg/ml)干预,随后高温组进行高温(40℃)暴露,每天一次(8 h),持续3 d。末次暴露后检测肺功能,HE染色制作肺组织病理切片,采用试剂盒测定大鼠肺组织中诱导性一氧化氮合酶(iNOS)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)的表达水平。结果:与对照组相比,高温和PM_2.5暴露使COPD大鼠肺功能降低(P＜0.05),各PM_2.5染毒组中MCP-1含量均有显著升高(P＜0.05),高温组中iNOS活性显著增高(P＜0.05);与单纯PM_2.5染毒组相比,在常温健康和高温COPD维生素E干预组的TNF-α含量均显著降低(P＜0.05),三组维生素干预组中MCP-1含量均显著降低(P＜0.05),高温COPD维生素干预组中iNOS活性显著降低(P＜0.05)。结论:高温与PM_2.5可引起并进一步加重COPD大鼠的炎症反应,维生素E作为一种抗氧化剂,可明显改善上述损伤作用,从而保护机体。     

汉口、汉阳两地空气细颗粒物PM2.5遗传毒性研究

目的：探究汉口、汉阳两地空气细颗粒物PM2.5的遗传毒性。方法：采用Ames波动实验和双核细胞微核实验评价PM2.5在基因和染色体水平是否具有遗传毒性。结果：Ames波动实验结果表明,汉口和汉阳PM2.5对鼠伤寒沙门苗TA100无致突变作用;而在双核细咆徽核实验中,两地PM2.5随浓度上升徽核率逐渐上升,呈剂量反应关系,对染色体有损伤作用。2项实验结果都显示,汉口和汉阳两地的颗粒物在致遗传性上无明显差异。结论：汉口、汉阳两地PM2.5具有一定的潜在遗传毒性。