ATM-Chk2通路介导PM2.5联合低氧致大鼠肺组织损伤的机制及N-乙酰半胱氨酸的保护作用

发布时间：2020-03-21 07:57

【摘要】：目的:研究表明PM2.5因含有大量的致突变和致畸物质,易导致机体DNA损伤及恶性肿瘤的产生。低氧是很多呼吸系统疾病的表现,当低氧和PM2.5并存时可加重肺损伤,其致DNA损伤及应答的机制尚未完全阐明。活性氧(ROS)的形成与DNA的损伤关系密不可分,研究证实N-乙酰半胱氨酸(NAC)具有抗氧化和抑制细胞因子的作用,但NAC能否通过抗氧化的作用降低DNA的损伤尚不明确。本研究旨在探讨PM2.5联合低氧暴露对大鼠肺组织DNA损伤的情况及对DNA损伤应答通路ATM-Chk2通路的影响,并探究NAC的保护作用。方法:1.动物分组:健康SPF级SD雄性大鼠,随机分为净化组、PM2.5组、低氧组、PM2.5+低氧组、PM2.5+NAC组、PM2.5+低氧+NAC组,每组各6只。净化组吸入用空气过滤器过滤的清洁空气,低氧组于常压低氧箱内(氧浓度为10%±0.5%)饲养1个月,PM2.5组大鼠室外空气暴露2个月,低氧联合PM2.5组于常压低氧箱内饲养1个月后再室外空气暴露1个月,PM2.5+NAC组室外空气暴露2个月同时每日N-乙酰半胱氨酸(150mg/kg/d)灌胃,PM2.5+低氧+NAC组于低氧箱中饲养1个月后再室外空气暴露1个月的同时每日N-乙酰半胱氨酸(150mg/kg/d)灌胃。2.采用HE染色法观察大鼠肺组织病理学改变。3.单细胞凝胶电泳实验,也称为彗星实验(Comet Assay),是一种在单个细胞水平检测DNA损伤的灵敏技术,采用彗星实验检测各组大鼠肺组织DNA损伤水平,以观察PM2.5的遗传毒性。4.ATM、Chk2测定:提取肺组织,应用免疫荧光染色法、Western blot法测定肺组织ATM、Chk2蛋白表达水平,RT-PCR法测定ATM、Chk2m RNA表达水平。结果:1.大鼠肺组织病理形态改变:与净化组相比,PM2.5组、低氧组及PM2.5+低氧组显微镜下可见肺泡、肺间质炎性病变,及肺泡结构破坏。应用NAC干预后,则肺泡结构及炎性浸润有所改善。2.彗星实验结果:以Olive尾矩即尾部DNA百分含量×(尾光密度中心-头光密度中心)的平均值代表DNA损伤程度。结果表明,与净化组比较,PM2.5组、PM2.5+低氧组大鼠肺组织细胞Olive尾距均明显增加(P0.05);可观察到低氧组较净化组Olive尾距有所增加,但差异无统计学意义。应用NAC干预后,PM2.5+NAC组的Olive尾距较PM2.5组明显减低(P0.05);PM2.5+低氧+NAC组的Olive尾距较PM2.5+低氧组明显减低(P0.05)。3.大鼠肺组织ATM、Chk2 m RNA表达量测定:PM2.5组、低氧组及PM2.5+低氧组的大鼠肺组织内ATM和Chk2的m RNA表达量较净化组均明显上升(P0.05)。应用NAC干预后,PM2.5+NAC组的ATM和Chk2的m RNA表达量较PM2.5组均明显下降(P0.05);PM2.5+低氧+NAC组的ATM和Chk2的m RNA表达量较PM2.5+低氧组均明显下降(P0.05)。4.大鼠肺组织ATM、Chk2蛋白表达量测定:4.1免疫荧光结果:PM2.5组、低氧组及PM2.5+低氧组的大鼠肺组织内ATM和Chk2的蛋白相对表达量较净化组均明显上升(P0.05)。应用NAC干预后,PM2.5+NAC组的ATM和Chk2蛋白相对表达量较PM2.5组均明显下降(P0.05);PM2.5+低氧+NAC组的ATM和Chk2蛋白相对表达量较PM2.5+低氧组均明显下降(P0.05)。4.2 Western blot结果:PM2.5组、低氧组及PM2.5+低氧组的大鼠肺组织内ATM和Chk2的蛋白表达量较净化组均明显上升(P0.05)。应用NAC干预后,PM2.5+NAC组的ATM和Chk2的蛋白表达量较PM2.5组均明显下降(P0.05);PM2.5+低氧+NAC组的ATM和Chk2的蛋白表达量较PM2.5+低氧组均明显下降(P0.05)。结论:1.PM2.5、低氧及PM2.5联合低氧均可造成大鼠肺组织肺泡、肺间质炎性病变,及肺泡结构破坏。2.PM2.5、低氧及PM2.5联合低氧均可致大鼠肺组织细胞DNA损伤,并可通过ATM-Chk2通路介导相应的损伤应答。3.应用NAC干预后,可改善肺泡结构及炎性浸润等病理病变,降低大鼠肺组织DNA损伤水平,从而抑制ATM-Chk2通路的表达。
【图文】：

显微镜下各组大鼠肺组织病理学改变（400×）

ATM-Chk2通路介导PM2.5联合低氧致大鼠肺组织损伤的机制及N-乙酰半胱氨酸的保护作用

彗星实验检测细胞DNA损伤Fig.2DetectionofDNAdamageincellsbyCometAssayDEF
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R563

【参考文献】