烹调油烟细颗粒物(PM2.5)亚急性染毒致小鼠肺损伤及其相关机制的研究

摘要

目的：探讨烹调油烟中的细颗粒物（PM2.5）暴露对肺损伤的影响，并观察可能的损伤机制。
　　方法：1、使用PM2.5采样器收集烹调油烟中的PM2.5，用增重法确定PM2.5的重量，提取PM2.5后加入DMSO稀释至浓度为200mg/ml的储备液，放入棕色广口瓶中，于-80℃冰箱中备用。2、用生理盐水将处理好的PM2.5储备液稀释成不同的染毒浓度，分别为低剂量（1.0mg/ml）、中剂量（5.0mg/ml）、高剂量（25.0mg/ml）以及生理盐水对照。采用气管滴注法对小鼠染毒，连续染毒4周，每次间隔48h。3、染毒结束24h后处死实验小鼠，收集小鼠的肺组织以及支气管肺泡灌洗液（BALF），苏木精-伊红（HE）染色观察小鼠肺组织的病理学改变，并且检测氧化应激、炎症、细胞凋亡的发生情况；蛋白免疫印迹法（Western Blot）检测相关蛋白的表达。
　　研究结果：1、病理学检查发现，较高剂量烹调油烟PM2.5染毒组小鼠肺泡连接出现断裂，肺泡腔及肺间质内有血红细胞渗出，肺间质明显增宽，有水肿发生，且有炎性细胞聚集浸润现象。2、与对照组相比，烹调油烟PM2.5高剂量组染毒小鼠肺组织中的超氧化物歧化酶(SOD)活性水平明显下降（p＜0.05）；与对照组相比，中剂量组和高剂量组的小鼠肺组织中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性水平明显下降（p＜0.05）。3、与对照组相比，高剂量组染毒后小鼠肺泡灌洗液中细胞总数显著增多（p＜0.05）；高剂量组染毒后小鼠肺泡灌洗液中总蛋白含量显著增多（p＜0.05）；高剂量组染毒后小鼠肺泡灌洗液中白细胞总数显著增多（p＜0.05）；中剂量组、高剂量组染毒后小鼠肺泡灌洗液中活性氧（ROS）水平均显著升高（p＜0.05）。4、与对照组相比，低剂量组和高剂量组染毒后小鼠肺组织中肿瘤坏死因子（TNF-α）mRNA表达明显增加（p＜0.05）；低剂量组和高剂量组染毒后小鼠肺组织中白细胞介素-6（IL-6） mRNA表达水平明显上升（p＜0.05）；与对照组相比，高剂量组染毒后小鼠肺组织中白细胞介素-10（IL-10） mRNA表达水平明显下降（p＜0.05)。5、TUNEL染色发现烹调油烟PM2.5低剂量组中可以看到少量黄色或棕黄色的 TUNEL阳性细胞，烹调油烟 PM2.5高剂量组可以看到大量的TUNEL阳性细胞出现在支气管上皮细胞以及肺泡上皮细胞中，暴露烹调油烟PM2.5剂量越高，TUNEL阳性细胞越多。6、Western Blot检测各剂量组肺组织紧密连接蛋白，包括 ZO-1，Occludin和Claudin-4蛋白的表达水平，结果显示烹调油烟PM2.5高剂量组与对照组相比，ZO-1，Occludin和Claudin-4蛋白的表达显著下调(P<0.05)；烹调油烟PM2.5中剂量组对照组相比，只有Claudin-4蛋白的表达显著下调(P<0.05)。低剂量组的蛋白表达水平均无统计学意义。检测各剂量组MAPK通路蛋白，即ERK1/2，p-ERK1/2，p38，p-p38，JNK1/2，p-JNK1/2蛋白的表达水平，结果显示烹调油烟PM2.5高剂量组与对照组相比，p-ERK1/2/ERK1/2、p-p38/p38、p-JNK1/2/JNK1/2明显增强（P<0.05）。中剂量组和低剂量组蛋白表达差异均无统计学意义。
　　结论：较高剂量的烹调油烟PM2.5暴露会导致肺损伤，肺泡上皮屏障功能受损，肺组织出现氧化应激、炎症反应以及细胞凋亡，MAPK信号通路的激活与烹调油烟PM2.5导致肺损伤过程密切相关。

目录

声明

英文缩略词

1 前言

2 材料与方法

2.1 采样器材与材料

2.2 仪器与设备

2.3 实验主要试剂

2.4 烹调油烟 PM2.5的采集与制备方法

2.5 实验动物分组与处理

2.6 支气管肺泡灌洗液（BALF）的制备

2.7 BALF中各项指标的测定

2.8肺组织HE染色

2.9 RT-PCR法检测肺组织中 TNF-α、IL-6、IL-10 mRNA的表达

2.10 肺组织细胞凋亡TUNEL检测

2.11 氧化应激检测

2.12 Western blot检测相关蛋白的表达

2.13 数据的统计分析

3 结果

3.1 烹调油烟PM2.5染毒后小鼠肺组织的病理学变化

3.2 烹调油烟PM2.5染毒后小鼠肺组织中氧化应激指标结果

3.3 烹调油烟PM2. 5染毒后小鼠BALF生化指标测定结果

3.4 烹调油烟PM2.5暴露对小鼠肺组织炎症反应水平的影响

3.5 烹调油烟PM2.5染毒后小鼠肺组织TUNEL染色结果

3.6烹调油烟PM2. 5染毒后对小鼠肺紧密连接蛋白的影响

3.7烹调油烟PM2. 5染毒后对小鼠肺MAPK通路相关蛋白表达的影响

4 讨论

5 小结

参考文献

附录

致谢

综述:细颗粒物（PM2.5）污染对呼吸系统影响的研究进展