聚苯乙烯纳米塑料在小鼠组织和细胞水平的累积分布规律及动态毒性响应

环境中的纳米塑料已证实能被动物摄取并在体内累积,成为潜在的生物危害因素。为阐明纳米塑料在组织和细胞水平的分布和积累规律及其毒性动态规律,本研究分别通过纳米聚苯乙烯塑料(PS-NPs)灌胃BALB/c小鼠和进行RAW264.7巨噬细胞暴露,研究纳米塑料急、慢性暴露时的体内分布规律和细胞动态应激响应规律。结果表明,PS-NPs在小鼠灌胃1 h内,即从胃向肠道转移,24 h后基本代谢完全;但慢性暴露21 d在胃肠道发现严重炎性损伤。细胞吞噬动力学结果显示8 h内胞内积累的PS-NPs量随时间线性增长,随后下降,在12 h后趋于稳定;同步诱导胞内活性氧(ROS)水平显著上升,8 h内与PS-NPs胞内含量成正相关,但对炎性因子TNF-α和IL-6的诱导效应与进入细胞的PS-NPs量不相关。PS-NPs对TNF-α的激活效应显著高于IL-6,表明主要引起细胞免疫反应。本研究结果将有助于纳米塑料的生物危害性及人群健康风险评估,尤其警惕长期低剂量的暴露风险。

冬凌草甲素逆转硫代乙酰胺对破骨和成骨细胞分化的机制研究

目的探究冬凌草甲素(ORI)和硫代乙酰胺(TAA)对破骨分化和成骨分化的作用及其机制。方法CCK-8检测TAA和ORI对RAW264.7和骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖活力的影响;TRAP染色和免疫荧光染色检测TAA和ORI对RAW264.7破骨分化的影响;Westernblot检测TAA和ORI对破骨特异性蛋白表达的影响;免疫荧光和流式细胞术检测TAA和ORI对p65核易位和活性氧生成的影响;碱性磷酸酶和茜素红染色检测TAA和ORI对BMSCs成骨分化的影响;Westernblot法检测TAA和ORI对BMSCs成骨和凋亡相关蛋白表达的影响。结果破骨诱导分化实验中,与TAA组相比,TAA+ORI组破骨细胞生成减少(P<0.01),MAPK/NF-κB通路明显被抑制(P<0.01),p65核易位水平显著降低,细胞内活性氧生成减少(P<0.01)。此外,与对照组相比,TAA能够抑制BMSCs ALP活性和钙化结节形成(P<0.01),并且诱导BMSCs凋亡。与TAA组相比,TAA+ORI组BMP-2/RUNX2表达增加,ALP活性增强(P<0.01),钙盐结节形成增加(P<0.01),细胞凋亡水平降低。结论ORI可以调控MAPK/NF-κB预防TAA诱导的破骨分化,并且调控BMP-2/RUNX2缓解TAA抑制的骨形成。

淫羊藿苷通过RANKL-p38/ERK-NFAT通路抑制硫代乙酰胺诱导的破骨分化

探究淫羊藿苷(icariin, ICA)对硫代乙酰胺(thioacetamide, TAA)诱导的大鼠股骨骨溶解的治疗作用和机制。用TAA和ICA干预RAW264.7细胞,CCK-8法检测TAA和ICA对细胞增殖活力的影响,抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase, TRAP)染色检测破骨细胞形成情况,Western blot和免疫荧光法检测细胞中破骨相关蛋白TRAP、cathepsin K、c-Fos和NFATc1的表达水平。SD大鼠32只,随机分为对照组、TAA组(TAA腹腔注射300 mg·kg-1)、ICA组(ICA灌胃600 mg·kg-1),TAA+ICA组(TAA腹腔注射300 mg·kg-1同时ICA灌胃600 mg·kg-1),隔天给药1次,持续6周。处死时记录体质量和股骨长度,苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)和TRAP染色观察股骨病理损伤和破骨细胞分化情况,检测血清中骨代谢相关指标碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、钙(Ca)、磷(P)、镁(Mg)和Ⅰ型胶原N末端肽(typeⅠcollagen crosslinked N-telopeptides, NTX-I)的变化,三点弯曲实验和micro-CT评估股骨质量,Western blot法检测破骨相关蛋白TRAP、cathepsin K、RANK、RANKL、p38、p-p38、ERK、p-ERK、JNK、p-JNK、c-Fos和NFATc1的表达水平。结果发现,ICA可以抑制TAA诱导的TRAP阳性细胞的产生,抑制破骨相关蛋白的表达并抑制NFATc1的核易位。ICA可以缓解TAA诱导的SD大鼠体质量和股骨长度减少及生长受抑,改善TAA造成的股骨弹性模量的下降,使骨小梁骨密度(bone mineral density, BMD)、骨小梁形态因子(trabecular pattern factor, Tb.Pf)、骨小梁数量(trabecular number, Tb.N)、骨小梁厚度(trabecular thickness, Tb.Th)和结构模型指数(structure model index, SMI)等参数显著恢复,从而改善骨结构。Western blot结果显示,ICA通过RANKL-p38/ERK-NFATc1信号通路抑制由TAA导致的大鼠股骨破骨分化。ICA通过下调RANKL-p38/ERK-NFAT信号通路抑制破骨细胞分化,防止TAA诱导的骨溶解。