大气颗粒物宫内暴露对大鼠胚胎心脏发育的影响

摘要

大气颗粒物(Particulate Matter，PM)是指悬浮在大气中的固体、液体颗粒物的总称。不同来源的颗粒物形成条件不同，其粒径分布、化学组成也不同。目前国际公认的对人类健康危害较大且研究较多的大气颗粒污染物是PM2.5(FineParticulate Matter)和PM10(Inhalable Particulate Matter)[1]。越来越多的证据表明，PM严重威胁着人体的健康，更对孕妇及胎儿的发育产生不良影响，导致出生缺陷儿增多，使出生人口质量下降，增加死亡率。因此，胎儿生长过程是否受PM污染的影响，国际上已重视多时。
　　国内外对PM诱导相关疾病发生的作用机制仍不够清楚，尤其是PM对胎儿发育影响的实验研究较少。有研究认为[2]，PM的毒性与其粒径相关，粒径越小，在空气中悬浮的稳定度越高，总表面积越大，吸附毒性物质和病原体的效能越高，因此，理论上有可能PM2.5比PM10对于人体危害更大。但近年来另有研究显示:PM2.5暴露与部分类型心脏畸形关联的结果为负相关[3]，因此，本课题以SD大鼠为实验对象，通过对胚胎心脏的形态组织学观察及胚胎心脏发育生物学指标检测，分析大气PM10和PM2.5的变化与心脏发育的相关性，深入研究PM10和PM2.5对胚胎心脏发育影响的量效、时效关系及其作用机制，了解二者的差别，以期为国内进一步研究PM对胎儿心脏发育的影响提供理论依据。
　　研究内容和结果如下:
　　研究内容:
　　(1)以SD大鼠为实验对象，随机分为对照组、高、中、低剂量组，除对照组外，每一类组别均设两组，每组20只;
　　(2)以PBS为混悬剂，将PM10和PM2.5分别配制成高(3.68μg/μl)、中(1.10μg/μl)、低（0.52μg/μl）和高(2.21μg/μl)、中（0.55μg/μl）、低(0.26μg/μl)三个不同浓度的混悬液;
　　(3)采用改良PM悬液气道内种植法建立PM10和PM2.5暴露动物模型:分别于对照组、PM10和PM2.5高、中、低剂量组大鼠咽后壁滴注30μL配制好的相应浓度的PM10/PM2.5混悬液，每三天处理一次，总共染毒时间是孕前7周至取材。染毒7周后，雌、雄性大鼠按2∶1合笼，饲养环境安静，有良好的通风和空气过滤系统，室温控制在21-24℃，湿度55％左右，12h光照/黑暗周期，给予充足的食物和水，每隔1天更换垫料。
　　(4)分别于孕13d、17d在麻醉状态及无菌条件视体显微镜下剖取胎鼠心脏及剖取0.5d新生鼠心脏，苏木精-伊红染色（HE染色）后在光镜及电镜下观察心脏组织形态结构和超微结构的变化。运用Real-time PCR和Western blotting从mRNA水平和蛋白水平检测相关因子表达量变化。
　　研究结果:
　　(1)采用改良PM悬液气道内种植法，成功的制备了SD大鼠PM10和PM2.5暴露动物模型，为后续实验的开展铺下了基础。
　　(2)光镜和电镜下对PM10和PM2.5暴露妊娠大鼠孕13d、17d胎鼠心脏及0.5天新生鼠心脏进行了组织切片观察，光镜下和电镜下PM2.5和PM10高剂量暴露后胎鼠及新生鼠心肌细胞形态等均发生了不同情况的损害，中剂量、低剂量与对照组比较变化不是很大。
　　(3)采用Western blotting法和RT-PCR法对PM2.5和PM10暴露大鼠妊娠后第13d、17d及0.5d新生鼠胎心标本的Nkx2-5转录因子、Tbx5转录因子、GATA-4转录因子、IL-1炎性因子、casepase-3细胞凋亡因子生物学指标进行了检查，结果显示:PM2.5暴露条件下胎鼠心脏IL-1、Casepase-3基因蛋白及mRNA表达水平的改变较PM10暴露条件下变化大。提示PM2.5暴露对心脏的损害作用可能强于PM10。

目录

声明

英文缩略名词对照表

摘要

绪论

1 立项依据及研究意义

2 研究内容

3 研究技术路线

第一部分 实验材料、方法与检测项目

1 实验材料

2 实验方法

3 检测项目

第二部分 胚胎心脏发育的形态组织学观察

1 标本采集

2 胚胎心血管发育的形态组织学观察

3 结果

4 小结

第三部分 胚胎心脏发育生物学指标检测

1 Western blotting法(WB)对IL-1、casepase-3、Nkx2-5聋专录因子蛋白、GATA-4转录因子及Tbx5转录因子蛋白的检测

2 RT-PCR法检测IL-1、casepase-3、Nkx2-5转录因子、GATA-4转录因子及Tbx-5转录因子的mRNA

3 结果

4 小结

结果与讨论

1 胚胎心脏的形态组织学观察

2 胚胎心脏生物学指标检测

3 讨论

参考文献

致谢

文献综述 大气颗粒物对妊娠和胎儿发育的影响