芳香烃受体在雏鸡肺呼吸起始期吸入柴油机尾气致心肺毒性中的作用机制

[背景]由于研究模型的限制,肺呼吸起始期柴油机尾气的健康效应及机制研究较少,亟待阐明相关效应及机制,以期在生命早期采取保护性措施。[目的]应用团队首创的鸡胚气室吸入染毒模型,评价柴油机尾气在雏鸡肺呼吸起始期吸入暴露所引起的健康效应,并以特异性芳香烃受体抑制剂为工具,探讨芳香烃受体信号通路在其中所发挥的作用。[方法]受精鸡蛋按蛋重随机分为5组,每组15只鸡蛋:对照组、空气对照组、芳香烃受体抑制剂(PDM2)组、柴油机尾气组、柴油机尾气+芳香烃受体抑制剂(PDM2)组,鸡胚正常孵化至17 d后(ED17)以气室注射的方法应用芳香烃受体抑制剂,在18~19 d(ED18-19)行气室内柴油机尾气吸入染毒,空气对照组18~19 d(ED18-19)以气室吸入法吸入洁净的空气,对照组则无任何处理,继续孵化至出壳,26只雏鸡在孵化24 h内进行心电测量后处死,以组织病理学方法检测心肺毒性,Western blotting检测芳香烃受体通路信号分子细胞色素P450家族1A1(CYP1A1)及纤维化相关通路信号分子磷酸化SMAD同源物2(pSMAD2)表达水平的改变。其余29只雏鸡继续饲养至两周龄后进行同样处理。[结果]肺呼吸起始期气室吸入柴油机尾气染毒后,在孵化24 h内的雏鸡观测到右心室壁的增厚(220.3%,与对照组相比,下同)及心率的升高(17.4%),虽然肺组织尚未出现明显的纤维化改变,但CYP1A1蛋白表达水平升高81.3%及SMAD2的蛋白磷酸化水平升高71.6%。芳香烃受体抑制剂PDM2预处理有效地令上述效应幅度降低。饲养至两周龄后,肺呼吸起始期柴油机尾气吸入染毒仍令雏鸡右心室壁增厚(339.3%)、心率升高(18.9%),同时Masson染色结果提示显著的肺组织纤维化。芳香烃受体抑制剂PDM2预处理同样有效地令上述效应幅度降低。两周龄雏鸡肺组织中,肺呼吸起始期柴油机尾气暴露对CYP1A1表达差异无统计学意义,但SMAD2磷酸化水平出现下调。与此同时,芳香烃受体抑制剂PDM2处理也能降低两周龄雏鸡肺组织SMAD2磷酸化水平。[结论]在鸡胚气室吸入模型中,肺呼吸起始期柴油机尾气吸入暴露可导致持久的心肺损伤,其机制可能与芳香烃受体信号通路对pSMAD2的调控作用有关。