大气颗粒物宫内暴露致胎鼠先天性心脏异常研究

摘要

目的：
　　本研究通过SD大鼠孕前、孕期亚急性暴露于颗粒物(particulate matter,PM)标准样品SRM1649a形成胎鼠PM宫内暴露,从不同层面观察胎鼠心脏组织结构,研究PM对胎鼠心脏发育的影响。
　　方法：
　　125只SD大鼠随机分为对照组和低、中、高、超高剂量PM暴露组,分别向各组雌鼠咽后壁滴注PBS或0.28、0.74、1.58、5.6μg/μl的PM标准品SRM1649a混悬液各30μl,每隔3天一次,将3天剂量一次性给予。染毒7周后雌、雄鼠按2:1合笼,染毒时间为孕前7周至取材。分别于孕13、15、17、19d及产后0.5d剖取胎鼠心脏,光镜及电镜下观察心脏组织形态结构的改变,Westernblotting法检测GATA-4和NKX2.5转录因子蛋白表达量变化及Real-timePCR法检测mRNA的表达。
　　结果：
　　①光镜中,高、超高剂量PM暴露会引起心脏心肌细胞、细胞核、染色质结构的改变,电镜下,高剂量、超高剂量PM暴露会引起心脏组织细胞膜、线粒体、糖原等结构不同程度的改变,而低、中剂量组PM暴露未见心肌组织结构的明显改变。
　　②高、超高剂量PM暴露组胎鼠心脏GATA-4和NKX2.5转录因子蛋白表达量与对照组相比显著下降,具有统计学意义(P<0.05)。通过多因素方差分析显示,时间、剂量对GATA-4和NKX2.5转录因子蛋白表达均有显著性影响(P<0.05),但时间和剂量之间未见交互效应(P>0.05)。
　　③高、超高剂量PM暴露组胎鼠心脏GATA-4和NKX2.5转录因子mRNA表达量与对照组相比显著下降,具有统计学意义(P<0.05)。通过多因素方差分析显示,时间、剂量对GATA-4和NKX2.5转录因子mRNA的表达均有显著性影响(P<0.05),时间、剂量之间具有交互作用(P<0.05)。
　　结论：
　　①不同剂量PM宫内暴露可导致胎鼠心脏组织的病理学改变。提示PM暴露可能通过引起胎鼠心脏组织线粒体结构和功能的改变,从而加重氧化应激及心肌缺氧,直接或间接地导致心脏组织缺血缺氧性改变,进而引起胎鼠心脏组织结构的异常。
　　②高、超高剂量PM暴露会导致胎鼠心脏GATA-4和NKX2.5转录因子蛋白及mRNA的表达量降低。这提示PM暴露可影响胎鼠心脏的发育,导致先天性心脏病的发生,其机制可能与抑制GATA-4和NKX2.5转录因子mRNA的表达从而导致其蛋白表达量改变有关。

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前言

材料与方法

一．材料

1．PM标准样品（1649a Urban Dust-Organics）

2．实验动物

3．主要实验药品、试剂及来源

4．主要仪器

二．实验方法

1、实验分组：

2、动物模型制作：改良PM悬液气道内种植法[28]

3、标本采集

4、胚胎心血管发育的形态组织学观察：

5、Nkx2-5转录因子蛋白及GATA-4转录因子蛋白检测：采用Western blotting法。

结果

一、胎鼠心脏的病理学改变

二、胎鼠心脏的超微结构改变

三、胎鼠Nkx2.5转录因子蛋白及GATA-4转录因子蛋白的表达

四、胎鼠Nkx2.5转录因子mRNA及GATA-4转录因子mRNA的表达

讨论

一、先天性心脏病发病的危险因素

二、PM与胎鼠心脏组织的关系

三、PM、CHD与胎心发育相关性转录因子GATA-4、NKX2.5及心脏发育的关系

四、PM暴露的毒理学机制

五、研究小结

参考文献

致谢

特定环境污染物与出生缺陷、妊娠失败