室内燃煤PM2.5对哮喘小鼠相关炎症因子影响的研究

发布时间：2020-08-01 15:45

【摘要】：目的:通过观察和测量煤烟燃烧产生的细颗粒物(Particulate matter 2.5,PM2.5)对卵清白蛋白(Ovalbumin,OVA)建立的哮喘小鼠模型的炎性损伤及病理改变,研究煤烟PM2.5对OVA建立的哮喘小鼠模型体内与天然免疫关系密切的白细胞介素(Interleukin,IL)、细胞炎性因子表达的影响,为揭示燃煤PM2.5参与和加重哮喘的相关途径和机制提供依据。方法:1.PM2.5采集:以某地散装烟煤为样,采用空气采样器,装备PM2.5滤膜,燃煤燃烧时进行PM2.5采集,采集完毕后对滤膜进行超声水洗,过滤后低温真空干燥。2.动物分组和模型建立:将40只6周龄雄性昆明小鼠随机分为四组(Control组、OVA组、PM2.5组、OVA+PM2.5组)。致敏阶段OVA组及OVA+PM2.5组腹腔注射10μgOVA和1mgAl(OH)3混悬液,Control组及PM2.5组腹腔注射等量的PBS,1周/次,共3次。激发阶段OVA组及OVA+PM2.5组采取雾化吸入PBS配置的10mg/mlOVA进行激发,Control组及PM2.5组采取雾化吸入PBS,每次30min,1次/3day,共六次,其中PM2.5组及OVA+PM2.5雾化吸入前鼻腔滴注4μg/μl的PM2.5混悬液5μl,左右鼻孔各一次。3.组织处理和因子检验:组织采集在染毒完毕后24小时内进行。主要采集小鼠支气管肺泡灌洗液、右上肺组织。BALF离心后分离沉淀涂片,镜下观察炎性细胞分布,上清液酶联免疫吸附法检测IL-4、IL-7、IL-8、IL-17、转化生长因子β1(Transforming growth factorβ1,TGF-β1)、γ干扰素(Interferonγ,IFN-γ)、血清内特异性免疫球蛋白(Immunoglobulins,Ig)E、IgG1。肺组织与电镜切片取后送检,Real-time Polymerrase chain reaction(RT-PCR)检测肺组织内IL-7mRNA、IFN-γmRNA的水平。结果:1.Control组小鼠行为正常,无明显改变;OVA组小鼠可观察到抓耳洗面行为,呼吸偶有起伏剧烈;PM2.5组小鼠偶见抓耳,烦躁不安;OVA+PM2.5组小鼠呼吸可闻及加深加快,多数出现抓耳行为,烦躁易怒。肉眼观察肺组织Control组小鼠肺部色泽粉红,边缘轮廓平滑,无明显形态学异常;OVA组肺偶见水肿,表面较粗糙;PM2.5组肺色泽较灰暗,偶见水肿,肺底表面较为粗糙;OVA+PM2.5组肺色泽异常,出现白色或半透明病理改变,水肿明显,组织疏松,肺部表面失去光泽,弹性减少,边缘粗糙,出现明显的缺口状改变。2.小鼠BALF中炎性细胞分布,OVA组单核细胞(Monocyte,Mon)、淋巴细胞(Lymphocyte,Lym)、中性粒细胞(Neutrophil,Neu)、嗜酸性粒细胞(Eosinophil,Eos)、细胞总数较Control组明显增加(p0.05);PM2.5组Mon、Lym、Neu、Eos、细胞总数较Control组明显增加(p0.05);OVA+PM2.5组Mon、Lym、Neu、Eos、细胞总数较其余三组均明显增加(p0.05)。肺组织切片进行刘氏染色后镜下见Control组无明显改变;OVA组可见大量嗜酸性粒细胞聚集,支气管壁及周围可见单核细胞及淋巴细胞,粘膜上皮细胞出现变形,脱落;PM2.5组肺泡内出现嗜酸性粒细胞聚集,可见充血红肿肺泡,与OVA组相比,炎性细胞较少;OVA+PM2.5组肺组织、支气管周围内大量炎性细胞聚集,组织间浸润明显,支气管粘膜上皮严重脱落,管内大量渗出。电镜结果:Control组毛细血管管腔部分可见中性粒细胞,II型上皮细胞胞质中可见丰富嗜锇板层小体;OVA组毛细血管管腔个别可见中性粒细胞,II型上皮细胞胞质中可见少量嗜锇板层小体,板层小体排空。线粒体未见明显异常,细胞表面微绒毛样突起减少、消失,可见巨噬细胞浸润;PM2.5组可见I型上皮细胞个别肿胀明显,II型上皮细胞胞质中可见少量嗜锇板层小体,板层小体排空,线粒体肿胀,细胞表面微绒毛样突起消失;OVA+PM2.5组可见I型上皮细胞个别肿胀明显,II型上皮细胞胞质中可见少量嗜锇板层小体,板层小体排空,线粒体肿胀,偶见巨噬细胞,个别肺泡隔明显束状胶原纤维。Elisa检测结果,IL-4:OVA组、PM2.5组、OVA+PM2.5组均高于Control组(p0.05),OVA+PM2.5组高于其余三组(p0.05),F=26.884;IL-7:PM2.5组与Control组无明显差异(p=0.776),其余组从低到高排列如下PM2.5OVAOVA+PM2.5(p0.05),F=15.327;IL-8:OVA+PM2.5组高于Control组、OVA组及PM2.5组(p0.05),OVA组及PM2.5组均高于Control组(p0.05),F=45.324;IL-17:四组从低到高排列如下ControlOVAPM2.5OVA+PM2.5(p0.05),F=26.744;IFN-γ:PM2.5组与Control组无明显差异(p=0.071),其余组间均有差异(p0.05),F=17.526;TGF-β:PM2.5组与Control组无明显差异(p=0.144),其余组间均有差异(p0.05),F=144.332。IgE:四组从低到高排列如下:ControlOVAPM2.5OVA+PM2.5,(p0.05),F=19.374;OVA-IgG1:OVA组、PM2.5组、OVA+PM2.5组均高于Control组(p0.05),OVA组高于PM2.5组(p0.05),F=33.611。RT-PCR检测,IL7 mRNA组间仅有上升趋势(p0.05),F=0.028;IFN-γmRNA OVA组、PM2.5组、OVA+PM2.5组的表达量低于Control组,(p0.05),F=63.651。3.IL-17析因分析结果显示OVA与PM2.5单独作用均可使小鼠IL-17水平上升(p0.05),且二者之间存在协同作用(p0.05),可能存在交互作用。结论:燃煤PM2.5在OVA诱导哮喘小鼠模型中通过影响与IL-17相关的炎症因子,改变调节性T细胞(Regulatory cell,Treg)/辅助性T细胞(T helper cell,Th)平衡,进而加重哮喘小鼠呼吸道炎性损伤及组织结构改变。
【学位授予单位】：遵义医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R562.25
【图文】：

病理改变,肺组织,肉眼,小鼠

2 结果.1 动物行为学观察Control 组小鼠行为正常，无明显改变；OVA 组小鼠可观察到抓耳洗面行为，呼有起伏剧烈；PM2.5 组小鼠偶见抓耳，烦躁不安；OVA+PM2.5 组小鼠呼吸可闻深加快，抓耳频率明显增加，烦躁易怒。.2 肺部大体观察Control 组小鼠肺部色泽粉红，边缘轮廓平滑，无明显形态学异常；OVA 组肺偶肿，表面较粗糙；PM2.5 组肺色泽较灰暗，偶见水肿，肺底表面较为粗糙；VA+PM2.5 组肺色泽异常，出现白色或半透明病理改变，水肿明显，组织疏松，表面失去光泽，弹性减少，边缘粗糙，出现明显的缺口状改变。

炎性细胞,小鼠,唐寅,硕士学位论文

遵义医学院硕士学位论文唐寅2.3 小鼠 BALF 细胞分布图 2 为小鼠 BALF 中炎性细胞分布，OVA 组 Mon、Lym、Neu、Eos、细胞总数较Control 组明显增加(p<0.05)；PM2.5 组 Mon、Lym、Neu、Eos、细胞总数较 Control组明显增加(p<0.05)，但与 OVA 组均无明显差异(p 值均大于 0.05)；OVA+PM2.5 组Mon、Lym、Neu、Eos、细胞总数较其余三组均明显增加(p 值均小于 0.05)。

小鼠,板层小体,胞质,中性粒细胞

注：A 为 Control 组；B 为 OVA 组；C 为 PM2.5 组；D 为 OVA+PM2.5 组图 5：小鼠肺 HE 染色切片.5 电镜结果Control 组毛细血管管腔部分可见中性粒细胞，I 型上皮细胞未见异常，II 型上皮胞胞质中可见丰富嗜锇板层小体。线粒体未见明显异常，未见炎性细胞浸润；OV可见毛细血管管腔个别可见中性粒细胞，I 型上皮细胞未见异常，II 型上皮细胞中可见少量嗜锇板层小体，板层小体排空。线粒体未见明显异常，细胞表面微绒突起减少、消失，可见巨噬细胞浸润；PM2.5 组可见 I 型上皮细胞个别肿胀明显I 型上皮细胞胞质中可见少量嗜锇板层小体，板层小体排空。线粒体肿胀，细胞表绒毛样突起消失，未见增生；OVA+PM2.5 组可见 I 型上皮细胞个别肿胀明显，上皮细胞胞质中可见少量嗜锇板层小体，板层小体排空。线粒体肿胀，偶见巨噬

【参考文献】