冬季北京城区PM2.5诱导人肺上皮细胞系A549中多环芳烃受体(AhR)通路的激活

使用冬季北京市城区的细颗粒物(PM2.5)评估其对人肺上皮细胞系A549中多环芳烃受体(AhR)通路的激活作用.利用CCK-8法检测细胞暴露PM2.5后的存活率,选取50%抑制浓度(IC50)作为细胞暴露剂量,采用Western blot和免疫荧光检测PM2.5暴露诱导AhR定位变化,采用荧光定量PCR和Western blot检测AhR的靶基因CYP1A1的转录和翻译水平改变,应用双荧光素酶报告基因法测定AhR与靶基因结合位点(XRE)的活性,利用酶标仪测定CYP1A1的酶活性改变.结果显示,随着暴露时间的增加,AhR逐渐从细胞质易位至细胞核;CYP1A1 mRNA和蛋白质的表达水平也呈时间依赖性显著增加;AhR与XRE结合活性的增加表明了PM2.5诱导CYP1A1增加的调节机制;最后引起细胞内CYP1A1酶活性显著增加.研究表明,来自冬季北京城区的PM2.5样品可激活A549细胞的AhR通路,提示AhR介导的信号途径可能与PM2.5的暴露毒性有关.

PM_(2.5)暴露诱发人支气管上皮细胞16HBE铁死亡

为了进一步揭示PM_(2.5)暴露对肺的毒性损伤作用,本工作采用16HBE人肺支气管细胞,检测了PM_(2.5)暴露后16HBE的细胞活性、细胞中铁含量、GSH含量、LPO和MDA的产生情况.结果显示,PM_(2.5)(200μg·mL^(-1))处理16HBE细胞24 h后可导致细胞存活率下降、细胞铁含量增加、细胞内LPO和MDA生成量增加、GSH含量降低,而铁死亡抑制剂DFOM (6.25μmol·L^(-1))及Fer-1 (12.50μmol·L^(-1))可以显著减轻PM_(2.5)对细胞的毒性损伤作用,抑制MDA的产生,减少GSH的损耗.透射电子显微镜的形态学观察显示,PM_(2.5)暴露诱导细胞出现铁死亡的特征性线粒体超微结构改变,qPCR检测结果进一步提示PM_(2.5)暴露后细胞内铁死亡相关基因FTH1、NCOA4和ALOX15的表达量显著性增加,GPX4显著降低.结果说明PM_(2.5)暴露引起支气管上皮细胞16HBE发生铁死亡.

PM2.5暴露对肺AQP1表达的影响研究

为研究肺水通道蛋白1(AQP1)在PM2.5暴露引起肺损伤中的作用,本文首先在细胞水平上检测了PM2.5暴露对肺上皮细胞A549的细胞存活率、细胞AQP1的mRNA和蛋白表达变化,以及AQP1在细胞内的表达定位的影响.另外,将10只雄性SD大鼠随机分为2组:对照组和PM 2.5染毒组(1.5 mg·kg^-1体重),每组5只,采用气管滴注法染毒,每隔1 d染毒1次,共2周,制备PM2.5暴露大鼠模型,进一步观察PM2.5暴露对大鼠肺AQP1表达及肺组织损伤的影响情况.结果显示,PM2.5暴露可引起肺上皮细胞A549形态异常和存活率降低.PM2.5暴露后的24 h内A549细胞的AQP1 mRNA及蛋白相对表达水平先升高,并在暴露后的12 h内达到最高水平,然后有所下降;免疫荧光结果也证实AQP1蛋白在PM2.5暴露后表达水平升高,并呈现从细胞质向细胞膜定位的过程;用PM2.5暴露处理SD大鼠肺组织中AQP1表达亦显著增加,并且肺组织出现肺泡隔增厚,并有广泛的水肿充血及炎症细胞浸润.总之,PM2.5暴露可诱导A549细胞及大鼠肺组织内AQP1的表达升高,可能参与PM2.5暴露引起的肺病理性损伤过程.