大气细颗粒物中苯并荧蒽诱导小鼠肾小球足细胞自噬的研究

摘要

背景及目的： 流行病学调查研究显示目前我国慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）发病率逐年攀升，已成为威胁人类健康的重大问题之一。社会工业化水平的迅猛提升带来的环境污染与人类慢性疾病发病率增高的矛盾也逐渐凸显。近期调查研究发现，长期暴露在高水平大气细颗粒物（particulate matter，PM2.5）中可增加肾功能下降、CKD疾病发生甚至进展至终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）的风险，此外有研究显示PM2.5的长期暴露同样还会增加诸如膜性肾病（membranous nephropathy，MN）等足细胞病的发病率。PM2.5成分复杂，众多研究显示其有机成分中多环芳烃类物质可通过激活体内氧化应激（oxidative stress，OS）反应产生大量活性氧（reactive oxygen species，ROS）降低暴露细胞抗氧化能力从而造成细胞损伤及凋亡，而OS与自噬已被证实存在密切联系。自噬作为一种广泛存在于真核生物中高度保守的自我保护机制，正常情况下处于生理基础水平，当细胞受到外界刺激时会做出适应性改变以维持内环境稳态，但过度自噬同样会造成细胞损伤凋亡。目前有关 PM2.5 与肾小球疾病发生具体机制的研究少有报道。 本研究拟从细胞水平探讨 PM2.5 中有机成分苯并荧蒽对肾小球足细胞损伤程度的影响因素，以及验证自噬是否是PM2.5造成肾脏疾病的可能机制之一。 方法： 体外培养永生化小鼠足细胞（conditionally immortalized mouse podocyte，MPC），选取郑州市PM2.5有机成分中含量最多的苯并荧蒽为细胞染毒物质，CCK-8比色法测定不同浓度及不同时间条件下MPC增殖情况。透射电镜观察不同处理组间自噬体数目变化，Western Blot法检测蛋白表达。细胞免疫荧光方法检测自噬蛋白LC3B表达情况。 结果： 1.PM2.5中有机成分苯并荧蒽可以对MPC造成损伤，且损伤程度呈剂量及时间依赖性，染毒剂量及时间越大，损伤程度越重（P<0.05）。 2.透射电镜观察到随着苯并荧蒽染毒浓度及时间的增加，细胞中自噬小体数目减少。 3.随着苯并荧蒽刺激浓度及时间的增加，Nephrin、Beclin-1及LC3B蛋白表达减少（P<0.05），Desmin 蛋白表达增多（P<0.05），提示足细胞损伤程度与染毒剂量及时间相关，细胞自噬水平逐渐下降。 4.细胞免疫荧光法检测结果同样显示，随着苯并荧蒽染毒剂量及时间的增加，自噬蛋白LC3B荧光表达程度逐渐减弱，细胞自噬水平下降。 结论： 1.PM2.5中有机成分可以对MPC造成损伤，且损伤程度呈剂量及时间依赖性。 2.随着苯并荧蒽染毒浓度及时间的增大，足细胞中形成自噬小体数目减少，自噬蛋白Beclin-1及LC3B表达减弱，细胞自噬过程受到抑制。 3.自噬途径被抑制可能是 PM2.5 中苯并荧蒽引起肾小球足细胞损伤最终导致肾脏疾病发生的机制之一。

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