柴油机尾气吸入式暴露诱导小鼠肺动脉高压的机制研究

摘要

空气污染在当今的发展中国家已经成为一个日益严重的问题，近年来覆盖大部分中国的雾霾现象引起了公众的广泛关注，已有研究表明空气污染与心血管疾病的发生息息相关。肺动脉高压是致死率最高的心血管疾病之一，它会导致右心室衰竭甚至死亡。柴油机尾气是城市空气污染尤其是颗粒物的主要来源之一。目前，关于柴油机尾气吸入对于肺动脉高压影响的研究十分有限。因此，有必要开展柴油机尾气对肺动脉高压的动物实验研究。
　　本研究建立了柴油机尾气吸入式暴露体系，生物暴露箱内以40L/min的流速通入经过过滤空气稀释的柴油机尾气，控制生物暴露箱内总悬浮颗粒物浓度为345±33.78μg/m3，NO浓度为236.67±22.75μg/m3，NO2浓度为350±30.80μg/m3，CO浓度为11.67±1.71mg/m3，SO2浓度为14.33±1.15μg/m3。将成年雄性ICR小鼠置于生物暴露箱内进行吸入式暴露，并检测小鼠右心室收缩压，右心室壁、肺动脉形态变化，血管平滑肌细胞增殖，血管内皮细胞的凋亡以及相关免疫因子的变化情况。
　　在本研究中，我们发现柴油机尾气吸入会引起小鼠体内肺动脉高压症状的产生，例如伴随着右心室收缩压上升，右心室壁增厚以及肺部动脉血管的增厚。柴油机尾气暴露引起血管平滑肌增生以及肺部血管内皮细胞的凋亡。柴油机尾气吸入式暴露还会引起CD45淋巴因子的积累以及CD68巨噬细胞因子在肺部小动脉周围的聚集以及渗透。在进行柴油机尾气暴露之后，小鼠肺组织内由Th17细胞以及Th2细胞产生的促炎症细胞因子例如肿瘤坏死因子α、白介素-6以及白介素-13含量会有显著性的提升。本研究表明，柴油机尾气的暴露会通过诱导由多种促炎症的细胞因子特别是肿瘤坏死因子α、白介素-6以及白介素-13的多功能性积累所导致血管平滑肌细胞增殖以及内皮细胞凋亡，最终引起肺动脉高压。
　　综上所述，本研究发现，柴油机尾气对肺动脉高压的发生起着无法轻忽的作用。考虑到当今社会空气污染越来越严重的情况及其对于人类健康的严重负面影响，了解柴油机尾气暴露对肺动脉高压等血管重塑相关疾病的影响及相关机制，对于阻断空气污染诱发该类疾病的防控存在重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 空气污染

1．2．1 空气污染现状

1．2．2 空气污染来源

1．2．3 空气污染的健康效应

1．3 柴油机尾气

1．3．1 柴油机尾气污染现状

1．3．2 柴油机尾气的主要成分及危害

1．3．3 柴油机尾气与心血管疾病

1．4 肺动脉高压

1．4．1 肺动脉高压的病理学特征

1．4．2 肺动脉高压的致病机制

1．4．3 肺动脉高压与空气污染

1．5 实验设计

1．5．1 尾气暴露系统

1．5．2 病理学研究

1．6 课题研究意义与内容

1．6．1 课题研究意义

1．6．2 课题研究内容

1．6．3 拟采取的研究方案和创新点

第二章 柴油机尾气吸入式暴露系统的建立

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 主要材料与仪器

2．2．2 尾气成分模拟

2．3 结果与讨论

2．3．1 暴露系统空气成分分析

2．3 小结

第三章 柴油机尾气暴露诱导小鼠肺动脉高压症状及其机制

3．1 引言

3．2 实验材料与方法

3．2．1 主要材料与仪器

3．2．2 小鼠尾气暴露

3．2．3 低氧诱导

3．2．4 右心室收缩压检测

3．2．5 心肺组织石蜡切片制备

3．2．6 肺组织冰冻切片制备

3．2．8 免疫荧光检测免疫细胞

3．2．9 TUNEL细胞凋亡实验

3．2．10 免疫荧光检测细胞增殖

3．2．11 ELISA实验

3．3．1 低氧诱导对右心室收缩压影响

3．3．2 尾气暴露对小鼠心肺组织影响

3．3．3 尾气暴露对小鼠平滑肌细胞增殖影响

3．3．4 尾气暴露对小鼠肺部细胞凋亡影响

3．3．5 尾气暴露对小鼠肺部免疫细胞的影响

3．3．6 尾气暴露对小鼠肺组织中细胞因子的影响

3．4 小结

第四章 研究结论与展望

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢