目的 探讨急性环境水平柴油机尾气颗粒物(diesel exhaust particles,DEP)处理对小鼠肺泡巨噬细胞(MH-S)炎症及抗氧化反应的影响.方法 将对数生长期的MH-S细胞暴露于含终浓度为0(对照)、1、5、10、20、40、60、80、100、150、200μg/ml的DEP培养液处理24 h,检测细胞活力;对MH-S细胞予以不同时间(3、6、12、24 h)10 μg/ml DEP急性处理或DEP预处理联合细菌脂多糖(lipopolysaecharides,LPS)处理,并设溶剂对照.以RT-qPCR法检测细胞炎症和抗氧化相关基因mRNA水平.结果 20 μg/ml以上DEP处理组细胞的存活率明显低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).DEP处理组细胞炎症相关因子白介素(IL)-6、IL-1β、IL-8和IL-10的mRNA水平在处理12h时高于对照组,抗氧化酶基因GCLM、GCLC的mRNA水平在处理6h时高于对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05).DEP预处理联合LPS处理组细胞的炎症因子IL-Iβ、IL-8 mRNA水平高于对照组和LPS处理组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 环境水平DEP处理可使MH-S细胞出现炎症和氧化应激反应,并可增强LPS诱导的肺巨噬细胞炎症反应.

新近大量研究证实,空气污染物与儿童哮喘发生、发展关系密切.空气污染物包括颗粒物(PM), O3 、SO2 、Nox、CO、苯等.其中,颗粒物指生物颗粒(花粉、真菌孢子、细菌等)、土壤颗粒和烟雾颗粒等混合物;主要分为可吸入颗粒物(PM10,空气动力学直径<10 μm)以及细颗粒物(PM2.5,空气动力学直径 < 2.5 μm),颗 粒 物 可 通 过 呼 吸 系 统 进 入 血液[1].空气 污 染 物 可 来 自 于 交 通 相 关 空 气 污 染(TRAP)、柴油机尾气颗粒(DEP)、家庭供暖等.研究证实,颗粒物会影响儿童肺功能,诱导儿童哮喘的发生、发展[2].Lee 等[3]发现孕期颗粒物的暴露和早期儿童哮喘相关,且孕中期为暴露的敏感时间窗,孕期颗粒物的暴露对男胎的影响更明显.

众所周知,空气污染威胁着人类的健康,而工业和车辆排放的废气是户外空气污染最主要的来源.柴油机排放物主要包括大小不同的碳质颗粒、脂肪烃、多环芳烃(PAH)及其衍生物、一氧化碳、硫和一氧化氮等气体.柴油机尾气颗粒物对人体造成有害影响的主要机制是诱导氧化应激,而氧化应激是导致皮肤外源性老化的一个重要因素.

目的 比较4种大气颗粒物对人Ⅱ型肺泡上皮细胞A549的毒性效应.方法 将收集的新乡市冬季大气细颗粒物(PM2.5)与常用的标准参考颗粒物(柴油机尾气颗粒物DEP-Sagai、SRM 2975及城区扬尘标准颗粒物SRM 1649)分别用磷酸盐缓冲液制备成颗粒物悬液,对人肺泡上皮细胞株A549进行24 h不同剂量染毒,采用甲基噻唑基四唑比色法、乳酸脱氢酶(LDH)测定试剂盒、活性氧(ROS)检测试剂盒及人白细胞介素-8(IL-8)酶联免疫吸附试验试剂盒分别检测细胞相对存活率、细胞培养上清液中LDH和IL-8水平、细胞内ROS水平.结果 4种颗粒物均可致A549细胞损伤,且该效应呈剂量依赖性.低剂量SRM 1649即可明显引起细胞死亡,当剂量超过30 mg·L-1后其细胞存活率趋于稳定.4种颗粒物处理的细胞培养上清液中的LDH水平自高至低依次为SRM 2975>SRM 1649>DEP-Sagai>PM2.5,IL-8水平自高至低依次为PM2.5>DEP-Sagai>SRM 2975>SRM 1649;4种颗粒物均可不同程度地诱导A549细胞内ROS水平升高,在相同剂量下4种颗粒物诱导ROS产生的能力依次为DEP-Sagai>SRM 2975>SRM 1649>PM2.5.结论 4种大气颗粒物在受试剂量范围内均能不同程度地引起A549细胞损伤、氧化应激和炎症反应,且呈剂量效应.

目的 探讨单次气管滴注柴油机尾气颗粒物(diesel engine particle,DEP)导致的小鼠急性损伤.方法 采用扫描电迁移率粒径谱仪、GC-MS和ICP-MS分别检测DEP样品粒径、DEP吸附的多环芳烃(poly-cyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和金属.将108只雄性C57BL/6 J小鼠随机分为试验组和对照组(54只/组).试验组和对照组小鼠分别单次气管滴注DEP(100μg,溶剂为PBS+0.05％Tween-80)和PBS+0.05％Tween-80,并于滴注后0.5、6、12、24、48和72 h分批处死18只小鼠(试验组和对照组各9只),采集样本后测定血液生化及急性肺损伤标志物.结果 结果显示,84.3％的DEP样品粒径<100 nm;DEP吸附的PAHs中,致癌性和非致癌性PAHs分别占38.1％和61.9％;共检测到30种DEP吸附金属,其中Na,Ca,Al,Fe含量较高.DEP暴露后,小鼠血液生化中ALT、AST、TBA和TG出现一过性升高,提示肝脏损伤;血清和肝脏中血清淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA)暴露后出现明显升高(P<0.05),肝脏中C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)暴露后出现升高(P<0.05),提示机体启动急性期反应(acute phase response,APR);肺中肺表面活性蛋白A(surfactant protein A,SPA)和克拉拉细胞蛋白(Club cell protein,CC16)暴露后出现明显升高(P<0.05),提示存在肺脏损伤.结论 单次DEP暴露可致小鼠启动急性期反应,并导致肺组织一过性损伤.

柴油机尾气(DE)成分复杂,所含的颗粒物可较长时间悬浮在空气中,进入机体致多器官损伤.表观遗传调控是不涉及DNA序列改变的转录后调控改变,已有多项证据表明DE可通过表观遗传学的变化影响多器官多系统的正常生理功能,从而调控多种疾病的发生发展.本文综述了 DNA甲基化和非编码RNA在DE生物有害效应中的研究进展,为DE的安全性评价、健康风险评估以及管理提供参考依据.

[背景]柴油机尾气颗粒物(DPM)及其多环芳烃(PAH)组分暴露与缺血性心脏病(IHD)的发病和死亡密切关联,但DPM暴露作用于心肌缺血缺氧损伤的关键组分、作用机制和靶点尚不清楚.[目的]探讨DPM作用心肌缺氧损伤的关键PAH组分,阐明氧感受器调控的无氧代谢在DPM及关键PAH组分致缺氧损伤中的作用,以及关键PAH组分作用靶点.[方法]采用人源心肌细胞系AC16细胞,于2％O2条件下,在完全培养基或低血清培养基中经0、1、5、10 μg·mL-1的DPM暴露12 h,采用蛋白免疫印记法测定缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、Bax、裂解半胱天冬酶3(Cleaved-caspase3)蛋白表达,筛选出DPM促进缺血缺氧效应更加明显的培养基条件.正常条件下PAH暴露12 h,检测细胞活力.在缺血缺氧模型中,选择0、0.005、0.5、5 μg·mL-1 PAH 暴露 12 h,测定 HIF-1α、Bax 和 Cleaved-caspase3 蛋白表达.DPM或PAH暴露12 h后,测量细胞中丙酮酸和乳酸的含量.并使用糖酵解抑制剂GSK2837808A进行预处理,探究糖酵解在DPM及苯并[a]芘(BaP)诱导缺氧损伤中的作用.采用分子对接技术分析PAH与氧感受器缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶(PHD2)和天冬酰胺羟化酶(FIH1)之间的结合亲和力,进一步测定DPM或BaP处理12 h后PHD2、FIH1和羟基化缺氧诱导因子-1α(OH-HIF-1α)蛋白表达.[结果]缺氧条件下,低血清培养基中DPM暴露后,HIF-1α、Bax和Cleaved-caspase3表达变化明显(P＜0.01),选择缺氧低血清培养基作为模拟缺血缺氧的基础条件.蒽未诱导细胞活力降低(P＞0.05),其余PAH在1μg·mL-1以上时诱导细胞活力降低(P＜0.05).与对照组相比,不同浓度BaP暴露均上调HIF-1α蛋白表达(P＜0.05),并且0.5和5 Hg·mL-1 BaP暴露诱导Bax和 Cleaved-caspase3 蛋白水平升高(P＜0.01).1、5 和 10 μg·mL-1 DPM 或 0.5 和 5 Hg·mL-1 BaP暴露后,均诱导细胞内丙酮酸和乳酸含量增加(P＜0.05).与DPM或BaP暴露12 h相比,糖酵解抑制剂共处理组HIF-1α、Bax和Cleaved-caspase3蛋白水平减少(P＜0.05).5种PAH与氧感受器PHD2与FIH1的结合能力均较强,其中BaP最强.与对照组相比,DPM或BaP暴露不影响PHD2与FIH1蛋白水平(P＞0.05),但BaP暴露下调OH-HIF-1α蛋白水平(P＜0.01).[结论]BaP暴露可以促进心肌细胞缺氧及损伤,是DPM作用于心肌缺血缺氧损伤的关键PAH组分.BaP暴露通过结合PHD2,抑制PHD2对HIF-1α的羟基化作用,减少OH-HIF-1α蛋白水平,诱导HIF-1α积累,继而调控心肌细胞无氧代谢增加,促进心肌细胞缺血缺氧损伤.