苦瓜提取物改善柴油尾气颗粒暴露诱导的小鼠糖脂代谢紊乱

目的探讨苦瓜提取物对柴油尾气颗粒(DEP)诱导糖脂代谢异常的影响及作用机制。方法建立小鼠DEP暴露诱导的代谢紊乱动物模型,给予苦瓜提取物500 mg/(kg·d)灌胃处理12周。观察小鼠的体重、空腹血糖水平、胰岛素敏感性等糖代谢指标;小鼠总胆固醇、三酰甘油等脂肪代谢指标;并对胰腺和肝脏进行组织学检测,分析胰岛的面积和数量、肝脏的质地、组织学变化和脂质含量等指标。结果与DEP组相比,苦瓜提取物处理组小鼠体重增长较快,小鼠葡萄糖耐量(IPGTT)和空腹胰岛素水平显著改善,脂肪代谢指标也有改善。组织学分析结果显示,苦瓜提取物可减少DEP引起的胰腺胰岛面积增加,改善胰岛密度,降低肝脏脂质沉积。结论苦瓜提取物能够有效延缓由DEP滴注诱导的小鼠代谢紊乱,降低动物血糖水平,增加胰岛素敏感性,改善脂肪代谢指标。

柴油尾气颗粒对秀丽隐杆线虫慢性毒性效应的初步研究

柴油机尾气颗粒(diesel exhaust particles,DEP)对PM2.5有重要贡献,已有研究发现其与暴露人群的肺癌、慢性支气管疾病、心血管疾病等密切相关。以DEP为研究对象,以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为模式生物,观察了柴油机尾气颗粒在线虫体内的分布情况,并以线虫头部摆动频率、体长体宽、活性氧自由基(ROS)水平、细胞凋亡水平、脂褐素水平为评价指标探究了DEP暴露对线虫的慢性毒性效应。结果表明,经过10 d的慢性暴露,1 mg·L^−1的DEP明显富集在线虫的咽部和肠道,中低浓度的(0.001、0.01、0.1 mg·L^−1)DEP未出现明显的体内富集现象。随着浓度的增加,线虫的头部摆动频率、体长和体宽均呈先上升后降低的趋势,差异具有统计学意义(P<0.01)。中浓度组(0.1 mg·L^−1)线虫体内ROS水平和细胞凋亡水平较对照组均有所降低,而高浓度(1 mg·L^−1)的DEP显著提高了线虫体内的ROS水平和细胞凋亡水平(P<0.05)。中高浓度的DEP均能使线虫肠道脂褐素积累升高(P<0.05)。研究揭示了DEP具有在生物组织体内富集的特点,长期积累会影响其运动行为,抑制其生长发育,导致其体内ROS水平和细胞凋亡升高并使肠道老化,具有潜在的神经和发育毒性效应。研究结果可为DEP的人群暴露的慢性毒性评价提供理论参考。

柴油机尾气颗粒和碳黑颗粒氧化特性的分析比较

利用热重分析仪（TGA）,对采集到的柴油机尾气颗粒和商用碳黑颗粒（Printex U）进行了不同升温速率下的热重分析、元素分析和显微测试实验;利用积分法（Coats-Redfern）计算出了两种颗粒的动力学参数,比较了两种颗粒的氧化特性.结果表明：相较于碳黑颗粒,由于无序活性碳结构和可溶性有机物的存在,柴油机尾气颗粒的燃烧呈现两个反应阶段,第1阶段（α=0.1~0.55）主要是颗粒的易氧化物质的氧化燃烧;第2阶段（α=0.6~0.9）主要是残余碳颗粒的反应.柴油机尾气颗粒的反应级数n为0.7,而碳黑颗粒的n则是1.颗粒内部微观结构和成分也会影响其氧化特性,柴油机尾气颗粒比碳黑颗粒起燃温度更低,更易氧化再生.

柴油车尾气颗粒物对孕鼠和胎鼠肺脏的病理损伤

目的探讨柴油车尾气颗粒物暴露对孕鼠和胎鼠肺组织可能造成的病理组织学损害。方法 24只清洁级ICR孕鼠随机分为4组:高剂量染毒组(170mg/kg)、中剂量染毒组(17mg/kg)、低剂量染毒组(1.7mg/kg)和PBS对照组;按规定程序以腹腔途径染毒,染毒结束后取孕鼠和胎鼠肺组织经HE染色,行组织病理学检查。结果与对照组相比,各实验组孕鼠和胎鼠的肺脏组织均发生不同程度病理损伤(P<0.05),主要表现为肺泡腔不规则扩大,肺泡间隔破裂,甚至融合成肺大泡;肺泡壁伴有轻中度增宽及炎症细胞的浸润或淤血。此外,组织病理学检查还提示,随着染毒剂量的增加,各实验组孕鼠和胎鼠肺组织的损伤程度也随之加重,呈现一定的剂量反应关系。结论腹腔途径柴油车尾气颗粒物暴露对孕鼠和胎鼠的肺组织均造成一定程度的损伤。

柴油车尾气颗粒物提取物对V79细胞的毒性

目的观察柴油车尾气颗粒物提取物(DEPE)对中国仓鼠肺成纤维细胞(V79)增殖、细胞膜完整性及氧化损伤的毒性。方法DEPE染毒不同浓度或时间后,通过检测V79细胞的细胞生存率、乳酸脱氢酶(LDH)漏出率、谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力的变化规律及相互的关系,评价DEPE对细胞的一般毒性和氧化损伤作用。结果在该实验条件下,DEPE可致细胞生存率降低,半数抑制浓度(IC50)约为6400μg/ml;细胞内LDH漏出率增加,GSH含量下降,并伴随着GSH-PX活力升高。结论一定剂量下,DEPE可降低细胞生存率,损伤细胞膜,致细胞氧化损伤。

柴油车尾气颗粒物的形貌结构及元素分布研究

机动车排放是城市大气中细颗粒物的主要来源,其中柴油车对机动车颗粒物排放的贡献尤为突出,但目前针对国Ⅴ柴油车尾气颗粒物排放特征研究十分有限。该文以国Ⅴ中型柴油车为研究对象,收集其在怠速运行下排放的尾气颗粒物,研究5个粒径段(F0级<0.2μm、F1级0.2~0.5μm、F2级0.5~1.0μm、F3级1.0~2.5μm和F4级>2.5μm)颗粒物的形貌结构及元素分布特征。结果表明,在国Ⅴ排放标准下,柴油车尾气颗粒物主要为空气动力学直径<0.2μm的颗粒。形貌分析表明,柴油车尾气颗粒物由众多类球状的碳烟颗粒和不规则状的无机灰分组成,其中碳烟颗粒主要集中在1μm粒径以下,无机灰分主要为粒径>2.5μm的颗粒物。进一步的元素分析表明,柴油车尾气颗粒物中含有P、S、Ca、Zn、Fe、Al、Si、Pb、Ti、Sr、Sb等元素,其中多数无机元素主要吸附在空气动力学直径>0.5μm的颗粒上,而Zn元素在<0.2μm的颗粒上亦有较多吸附。

Alpha粒子和柴油机尾气颗粒提取物共同处理哺乳动物细胞的协同毒性作用

为研究两种有害环境因子同时作用对人类健康的影响,以alpha粒子和柴油机尾气颗粒提取物(d iese lparticu late extract,DPE)共同处理皮肤成纤维细胞(AG1522)为实验模型,对细胞毒性、遗传毒性进行研究。实验发现和未处理的对照组相比,1 cGy alpha粒子和20μg/mL DPE处理24 h,共同作用于细胞能够导致细胞活力下降40%左右,微核形成率上升2倍多;而1 cGy alpha粒子单独辐照时细胞活力下降14.19%,微核形成率上升了36.84%,20μg/mL DPE单独处理24 h时细胞活力下降17.29%,微核形成率上升了73.68%。实验结果表明:这两种环境因子共同作用于哺乳动物细胞时,对于细胞的毒性不是简单的叠加,而是表现出一种协同效应。

单次柴油机尾气颗粒物暴露致小鼠急性损伤研究

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(polycyclic 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。

沙棘籽油对柴油机废气颗粒物染毒大鼠的肺泡灌洗液及血清生化指标的影响

目的研究沙棘籽油能否对柴油机汽车尾气颗粒物(DEP)所致大鼠肺组织损伤具有保护作用。方法健康成年雄性大鼠随机分为对照组、单纯染尘组和染尘低剂量(2 ml/kg)、中剂量(5 ml/kg)、高剂量(10 ml/kg)沙棘籽油干预组。对照组和单纯染尘组大鼠用生理盐水给予灌胃(1 ml/鼠),各染尘低、中、高剂量干预组大鼠用上述设定剂量的沙棘籽油分别给予灌胃,1次/d,连续2 d;灌胃48 h后,在乙醚麻醉下,对照组大鼠一次性气管注入生理盐水1 ml/鼠,单纯染尘组大鼠和染尘干预组一次性气管注入DEP生理盐水混悬液16 mg/ml。在各组大鼠染尘后24 h,腹主动脉采血收集血清,用生理盐水灌洗支气管肺泡,收集支气管肺泡灌洗液(BALF),测定支气管肺泡灌洗液和血清中乳酸脱氢酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)的活力及白蛋白的含量。结果BALF中,2,5,10 ml/kg沙棘籽油干预组大鼠白蛋白水平(6.38,3.78,6.23 g/L)均明显低于单纯染尘组(12.71 g/L,P<0.05);各实验干预组大鼠LDH水平(213.91,212.31,172.89 U/g蛋白)明显低于单纯染尘组(422.55 U/g蛋白,P<0.05);各实验干预组大鼠ACP水平(29.43,23.97,23.14 U/g蛋白)明显低于单纯染尘组(50.72 U/g蛋白,P<0.05)。血清中,各实验干预组白蛋白水平与单纯染尘组比较,差异无统计学意义(P>0.05);各组LDH变化不明显,差异无统计学意义(P>0.05);实验组大鼠ACP水平(2.33,2.35,2.09 U/ml)明显低于单纯染尘组(3.79 U/ml),差异有统计学意义(P<0.05)。结论沙棘籽油对柴油机汽车尾气颗粒物所致大鼠肺损伤具有一定的保护作用。

国五国六柴油车尾气颗粒物对小白菜(Brassica campestris L.)的生态毒性

为研究柴油车尾气颗粒物对植物的毒性效应,本研究以执行国五、国六两种排放标准的柴油车为研究对象,测定其尾气颗粒物中重金属含量,并以小白菜(Brassica campestris L.)为受试植物,分析了两种颗粒物对小白菜的毒性效应.结果表明:(1)国五、国六柴油车尾气颗粒物中13种重金属总含量分别为1.04 g·kg^(-1)和0.47 g·kg^(-1),国五柴油车尾气颗粒物重金属含量高于国六柴油车;(2)在两种颗粒物的高浓度胁迫下,小白菜体内叶绿素以及蛋白质的含量均出现显著降低趋势;(3)随着两种颗粒物浓度的升高,植物体内部分氧化应激的酶指标超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)呈先上升后下降的趋势,而过氧化物酶(POD)以及丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)呈上升趋势,颗粒物的污染能对小白菜产生较为显著的氧化胁迫效应.(4)21 d的毒性实验后,国五、国六柴油车尾气颗粒物对小白菜鲜重的半数有效浓度(EC50)值分别为76.27 mg·L^(-1)和104.48 mg·L^(-1).综合来看,国六标准的实施有效控制了颗粒物中重金属的含量,并一定程度地降低了其对小白菜的毒性.

四种细胞毒性试验测定柴油机尾气颗粒物提取物急性毒性的比较

目的比较四种体外细胞毒性试验检测柴油机尾气颗粒物(DEP)提取物急性毒性的能力。方法用浓度分别为5、10、20、40、80和160μg/ml的DEP提取物作用于16HBE细胞,于12、24及48h后,通过MTT法、中性红法、乳酸脱氢酶(LDH)法及蛋白测定法测细胞存活率。结果 MTT法在检测急性毒性方面与其它三种方法相比,染毒12h时就表现出了很高的敏感性。随着染毒时间的增加,MTT法与中性红法的敏感性逐渐提高,染毒24h后与对照组相比,各剂量组细胞存活率明显降低(P<0.05)。LDH法测定DEP提取物染毒24h后细胞存活率有所降低,但继续增加染毒时间,存活率不再发生变化。蛋白法测定染毒12h和24h的细胞存活率,仅高剂量组显著降低,染毒48h后,各剂量组细胞存活率均显著降低。结论四种不同的细胞毒性试验测定结果存在差异,MTT法和中性红法比蛋白法和LDH法更为敏感。结合各试验检测的毒性指标可以看出,DEP提取物主要影响16HBE细胞内各细胞器的功能,如线粒体、溶酶体;对于细胞贴壁的影响和细胞膜损伤程度的影响较弱。

咽后壁滴注柴油机尾气颗粒物对雌性小鼠生殖功能的影响

目的观察柴油机尾气颗粒物（DEP）亚急性暴露对雌性小鼠生殖功能的影响。方法将168只ICR（Institute of Cancer Research）雌性小鼠按数字表法随机分为低（B）、中（c）、高（D）剂量DEP暴露组和对照组（A），每组42只，分别向B、C、D组小鼠咽后壁滴注0．8、3．0、12．0ug/ul DEP混悬液及PB$各30ul，每3天重复滴注1次，共4次。测量小鼠体重及卵巢重量，计算卵巢重量／体重，检测卵母细胞的存活率、胚泡破裂百分率、第一极体释放百分率、受精率、线粒体DNA含量和超微结构的变化。结果A、B、C、D组卵巢重量／体重分别为（15．4±7．3）×10^-5、（14．1±6．8）×10^-5、（8．2±0．7）×10^-5和（7．2±2．5）×10^-5（F=3．841，P〈0．05）。A、B、C、D组加入精子后第48小时，卵母细胞存活率分别为64．3％、56．8％、39．5％、32．9％（x2=21．575，P〈0．05），第一极体释放率分别为75．5％、65．3％、37．0％、27．1％（x2=52．772，P〈0．05），2细胞胚胎率分别为27．9％、39．1％、17．6％、12．5％（X2=20．148，P〈0．05），2细胞以上胚胎率分别为45．3％、32．2％、12．5％、13．9％（X2=32．135，P〈0．05）。A、B、C、D组卵母细胞线粒体DNA的拷贝数对数值分别为6．54±0．13、6．48±0．09、5．57±0．15和5．41±0．07（F=89．241，P〈0．05）。C、D组卵母细胞许多线粒体肿胀、空泡化，A、B组卵母细胞结构无明显改变。结论DEP具有雌性生殖毒性。亚急性DEP暴露可对卵巢及卵母细胞造成不同程度损伤，降低卵巢功能和卵母细胞受精能力。

黄芪注射液拮抗柴油机尾气颗粒物诱导的小鼠生殖功能改变

目的研究黄芪注射液对柴油机尾气颗粒物诱导的小鼠生殖功能改变的影响。方法5周龄雄性ICR小鼠60只随机分为对照PBS组,DEP染毒组(12、3、0.8μg/μl),黄芪注射液干预组(10mg/ml、20mg/ml)。染毒模型采用De Hennezel法。对照组、染毒组每日腹腔注射0.9%生理盐水1ml,干预组每日分别腹腔注射10mg/ml、20mg/ml的黄芪注射液1ml共28d,每周2次染毒连续4周,第6周处死。检测体重、睾丸、附睾脏器系数,精子密度、总活力,体外受精率。结果各组间睾丸重量、睾丸系数无统计学差异(P>0.05)。3、12μg/μl DEP染毒组与PBS组、0.8μg/μ1DEP染毒组比较附睾重量、附睾系数,精子密度、总活力、体外受精率均有统计学意义(P<0.05);3、12μg/μl DEP的黄芪注射液干预组与对应DEP染毒组比较附睾重量、附睾系数、精子密度、总活力、受精率有显著差异(P<0.05)但不存在剂量依赖关系(P>0.05)。总活力和体外受精率之间呈正相关(P=0.000)。结论每日连续运用10mg/ml、20mg/ ml的黄芪注射液1ml可以拮抗由柴油机尾气颗粒物诱导的雄性ICR小鼠生殖功能的改变。

柴油车尾气颗粒物对小鼠胚胎发育不良影响的初步研究

目的初步探讨柴油车尾气颗粒对胚胎发育的不良影响。方法从孕鼠妊娠起经腹腔注射从某交通繁华路段收集的柴油车尾气颗粒,按高剂量7.4mg/(kg.d)、低剂量组(4.4/(kg.d)和二甲亚砜对照组进行研究。结果高剂量组非存活胎鼠发生率(23.8%)和活胎鼠宫内发育迟缓发生率(9.8%)均高于对照组;高低剂量组均出现外观畸形的活胎鼠,对照组的活胎鼠外观正常。2个实验组均发生不同程度的组织病理损伤,主要表现为不同程度的滋养层细胞增生、合体细胞结节形成,以及充血和炎性细胞侵润。结论柴油车尾气颗粒物可造成胎盘不同程度的组织病理损伤,增加了宫内发育迟缓和外观畸形的发生率。

柴油机尾气颗粒对哮喘的作用及其机制的研究进展

作为交通相关空气污染的来源,柴油机尾气颗粒(DPM)能够引起多种肺部相关疾病,但尚未见DPM与哮喘发生和进展关系的系统回顾。本文围绕DPM与哮喘的关系、DPM对哮喘气道炎症和重构的作用及机制进行综述,阐明DPM暴露可通过氧化应激、免疫调控及调节肺肠微生态等途径参与气道炎症和重构,从而促进哮喘的发生和进展。

柴油机尾气颗粒物及关键组分苯并[a]芘通过靶向氧感受器调控无氧代谢促进心肌缺血缺氧损伤

[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、10μg·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、5μg·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5μg·mL^(−1) BaP暴露诱导Bax和Cleaved-caspase3蛋白水平升高(P<0.01)。1、5和10μg·mL^(−1) DPM或0.5和5μg·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。

柴油机尾气急性暴露对小鼠肺泡巨噬细胞炎症和抗氧化相关因子转录表达的影响

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)10μg/ml DEP急性处理或DEP预处理联合细菌脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)处理,并设溶剂对照。以RT-q PCR法检测细胞炎症和抗氧化相关基因mRNA水平。结果 20μg/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12 h时高于对照组,抗氧化酶基因GCLM、GCLC的mRNA水平在处理6 h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-1β、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。