經(jīng)口慢性砷暴露誘導(dǎo)小鼠肺臟氧化應(yīng)激和免疫炎癥反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:砷是一種嚴(yán)重危害人類健康的環(huán)境毒物和已知的人類致癌物。砷的廣泛分布及其對(duì)機(jī)體造成的許多不良影響，使得砷中毒已然成為全球性公共衛(wèi)生問題。肺組織作為砷毒性最敏感的器官之一，越來越多的證據(jù)表明長期接觸無機(jī)砷會(huì)增加罹患機(jī)會(huì)性感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)，提高肺部疾病的發(fā)病率。慢性炎癥反應(yīng)是肺癌及肺部疾病發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素之一，同時(shí)氧化應(yīng)激產(chǎn)生大量活性氧自由基(reactiveoxygen species，ROS)作為炎癥反應(yīng)的始動(dòng)因素，參與炎性細(xì)胞因子

2、的產(chǎn)生，進(jìn)一步促進(jìn)免疫炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展。作為機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的核心調(diào)控者，細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子(nuclearfactor erythroid2-related factor2，Nrf2)是調(diào)控細(xì)胞對(duì)抗外來異物和氧化損傷的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，廣泛分布于機(jī)體的各個(gè)器官中，并對(duì)所在組織具有重要的保護(hù)作用，無機(jī)砷暴露可以引起免疫器官和免疫細(xì)胞中的Nrf2通路的明顯活化。核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κ

3、B)作為調(diào)控炎癥反應(yīng)的經(jīng)典信號(hào)通路，無機(jī)砷暴露使IκB磷酸化，激活NF-κB，啟動(dòng)下游靶基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)炎性介質(zhì)的分泌。絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)炎癥因子的基因轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮其對(duì)炎癥反應(yīng)的調(diào)控作用，其中最重要的是細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal regulaetd kinase，ERK)、c-Jun氨基未端激酶(c-Jun n-t

4、erminal kinase，JNK)和p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activatedprotein kinase，p38)。深入探討無機(jī)砷誘導(dǎo)肺組織的氧化應(yīng)激和免疫炎性反應(yīng)，對(duì)于揭示無機(jī)砷暴露引起肺部疾病及肺癌的發(fā)病機(jī)制具有重要意義。
　　研究方法:本研究選取健康昆明種雌性小鼠160只，采用NaAsO2自由飲水喂飼方式染毒，染毒濃度分別為25 mg/L、50 mg/L和100 mg/L NaAsO2水溶液，

5、染毒時(shí)間分別為1、3、6和12個(gè)月，共計(jì)16組，每組10只。染毒期間各組小鼠均喂養(yǎng)普通飼料。染毒終點(diǎn)，眼球取血，摘取肺組織。測(cè)定各NaAsO2染毒組小鼠肺組織的病理損傷、氧化損傷、炎癥損傷以及對(duì)Nrf2、NF-κB和MAPK等通路的蛋白表達(dá)的可能影響。
　　結(jié)果:1、各NaAsO2染毒組小鼠肺組織T-AS含量隨NaAsO2染毒劑量增加而增加，提示模型成功建立。2、對(duì)照組肺泡結(jié)構(gòu)清晰，肺泡壁毛細(xì)血管無明顯擴(kuò)張、充血，肺泡間隔無明顯增

6、厚和炎性細(xì)胞浸潤;25 mg/L NaAsO2染毒組小鼠肺組織見少量炎癥細(xì)胞浸潤伴充血，肺泡壁明顯增厚，局部肺間隔斷裂;50 mg/L NaAsO2染毒組小鼠肺泡內(nèi)有大量炎癥細(xì)胞浸潤，肺間隔大范圍出現(xiàn)斷裂;100 mg/L NaAsO2染毒組小鼠肺組織肺泡腔結(jié)構(gòu)遭到破壞，肺泡塌陷、閉塞，肺泡壁增厚，炎癥細(xì)胞浸潤并伴充血。同時(shí)，小鼠肺臟的病理學(xué)損傷隨著染毒時(shí)間的增加而更加明顯。3、小鼠肺組織MDA含量隨著NaAsO2染毒劑量的增加而增加，

7、同時(shí)GSH-Px和CAT活力與對(duì)照組相比明顯降低，差異具有顯著性(p＜0.05）。4、經(jīng)口慢性砷暴露小鼠肺組織Nrf2蛋白明顯增加，Nrf2調(diào)控下游靶蛋白HO-1、GCLC和GR的蛋白水平也明顯增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。5、(1)經(jīng)口慢性砷暴露小鼠肺組織MPO活性在50 mg/L NaAsO2染毒1個(gè)月暴露組明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。(2)炎性細(xì)胞因子Ifn-γ在3個(gè)月和12個(gè)月的50 mg/L、3個(gè)月

8、的100 mg/L NaAsO2染毒組mRNA表達(dá)水平明顯增加。IL-1β的mRNA水平除6個(gè)月的100 mg/L NaAsO2染毒組外，在其他各NaAsO2染毒組均明顯高于對(duì)照組。Tgf-β的mRNA水平在各染毒時(shí)間和劑量組均未見明顯改變。6、(1)經(jīng)口慢性砷暴露小鼠肺臟組織中Th1細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子T-bet的mRNA水平與對(duì)照組相比明顯減少;Th1細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-12的mRNA水平與對(duì)照組相比，除3個(gè)月的50 mg/L和100 m

9、g/L NaAsO2染毒組外，其他各NaAsO2染毒組均明顯減少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。(2) Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子Gata3的mRNA水平與對(duì)照組相比明顯增加;Th2細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-4的mRNA水平與對(duì)照組相比，除3個(gè)月的25mg/LNaAsO2染毒組外，其他各NaAsO2染毒組均明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。(3) Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子RorRt的mRNA水平除6和12個(gè)月的50 mg/L和12個(gè)月的1

10、00mg/L NaAsO2染毒組外，在其他各NaAsO2染毒組明顯增加;Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-23的mRNA水平除3個(gè)月的25 mg/L NaAsO2染毒組外，在其他各染毒組有所增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。(4) Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的mRNA水平在1個(gè)月的25 mg/L NaAsO2染毒組、6個(gè)月的100mg/LNaAsO2染毒組和12個(gè)月的各染毒組明顯減少;在1個(gè)月的50 mg/L NaAsO2染毒組、

11、3個(gè)月的各染毒組明顯增加;Treg細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子IL-10的mRNA水平除3個(gè)月的25 mg/L和12個(gè)月的100mg/LNaAsO2染毒組外，在其他各NaAsO2染毒組有所增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。7、經(jīng)口慢性砷暴露小鼠肺組織NF-κB的蛋白水平明顯增加，MAPK信號(hào)通路中ERK、JNK和P38的蛋白磷酸化水平明顯增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05）。
　　結(jié)論:1、經(jīng)口慢性砷暴露誘導(dǎo)小鼠肺組織病理損傷。2、