PM2.5对大鼠呼吸道微生态的影响及诱导细胞周期阻滞

发布时间：2020-07-08 14:58

【摘要】：目的近些年,伴随着快速的工业发展,大气污染问题愈加严重,频繁出现了雾霾天气。空气细颗粒物的浓度与雾霾天气的出现有着紧密联系,因而对空气中PM2.5(Particulate Matter 2.5)等细颗粒物的研究成为热点。本课题采集大气中的以PM2.5直径为主的细颗粒物,制备PM2.5气雾化暴露Wistar大鼠模型及PM2.5混悬液处理人肺上皮细胞H1299、H292细胞模型,研究PM2.5对大鼠上呼吸道菌群组成改变及人肺上皮细胞因PM2.5引起周期阻滞的影响。通过使用单浓度口鼻暴露系统(HRH-MNE3026)进行染尘,高通量测序检测Wistar大鼠染尘前后上呼吸道菌群差异,Western检测肺组织、H1299、H292细胞的cyclinD1、TS、mTOR、P70S6K1表达水平。通过相应指标探讨大气污染物PM2.5影响上呼吸道菌群组成及诱导人肺上皮细胞周期阻滞的情况。方法1.收集PM2.5的纤维滤纸,按国家环境质量二级标准的10倍,制备一定浓度(750 μg/m3)的PM2.5混悬液暴露Wistar大鼠模型。2.应用16S rDNA检测染尘前后不同时间段(2W、4W)大鼠口咽部菌群的变化情况。3.流式细胞仪检测PM2.5处理前后两种传代细胞系(人肺上皮H292和H1299细胞)细胞周期的改变。4.Western检测两个细胞系及暴露2周、4周后大鼠肺组织中TS、cyclinD1、mTOR、P70S6K1蛋白的表达量。5.瞬时转染:用TS的siRNA抑制剂转染H292细胞,抑制TS分子的表达。6.统计学分析:第一部分16S rDNA高通量测序结果,使用R Studio软件完成实验结果的统计分析,呼吸道菌群的异同性采用聚类分析;P值计算基于Wilcoxon秩和检验,并经过FDR校正(P0.05),差异具有统计学意义。第二部分结果采用SPSS 22.0软件进行结果分析,用方差分析确定统计学显著性(P0.05),认为具有统计学意义。结果1.16S rDNA高通量测序结果显示,随着大鼠染尘时间的增加,呼吸道菌群组间丰度及多样性有所改变,使得呼吸道菌群中优势菌减少,条件致病菌菌群丰度增加。2.PM2.5处理H292、H1299细胞48 h后,H292、H1299细胞的细胞周期阻滞在S期,cyclinD1的表达下调(P0.05)。当PM2.5浓度为200 μg/mL时,S期细胞百分比分别达到50.35%和56.20%。为了分析PM2.5诱导的肺损伤,采用暴露染尘Wistar大鼠实验。结果发现与细胞暴露实验一致,PM2.5暴露组中cyclinD1蛋白表达下调(P0.05)。3.随着PM2.5处理H292和H1299细胞浓度的增加,TS蛋白表达下调(P0.05)。体内暴露Wistar大鼠后,暴露组肺组织TS蛋白表达也下调(P0.05)。4.H292细胞中抑制TS分子的表达,导致PM2.5暴露后细胞周期阻滞更明显和cyclin D1蛋白表达下调更显著(P0.05)。5.随着PM2.5浓度的增加,H1299、H292细胞中p-mTOR和p-P70S6K1的表达下调(P0.05)。体内暴露Wistar大鼠,延长暴露时间(2、4周),p-mTOR和p-P70S6K1的表达显著下调(P0.05)。结论1.PM2.5暴露改变了呼吸道局部的菌群丰度及多样性,打破了呼吸道菌群平衡。2.PM2.5处理后使大鼠肺组织生物合成发生障碍,诱导人H292、H1299细胞周期阻滞;mTOR/P70S6K1信号通路在其介导的生物学效应中起关键作用,且推测TS是PM2.5暴露后调节细胞周期过程的靶点。
【学位授予单位】：沈阳医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R994.6;X513
【图文】：

图１染尘前后组间比较的Ｖｅｎｎ图逡逑注：Ａ邋组：Ｃｏｎｔｒｏｌ，邋Ｂ邋组：２Ｗ，邋Ｃ邋组：４Ｗ？逡逑

染尘前后菌群门水平物种丰度图

图４邋ＰＭ２．５暴露后诱导人肺上皮细胞周期阻滞和下调ｃｙｃｌｉｎＤ丨蛋白的表达逡逑（Ａ）流式细胞术分析Ｈ１２９９和Ｈ２９２细胞的周期。Ｗｅｓｔｅｒｎ检测（Ｂ）邋Ｈ１２９９和Ｈ２９２细胞逡逑和（Ｃ）大鼠肺组织中ｃｙｃｌｉｎＤｌ蛋白的表达水平。最终结果总结在条形图中，数据表示为平逡逑均值士标准差（＊尸＜０．０５）。逡逑

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本文编号：2746687