学术论文

      PM2.5对ECV304的细胞毒性及其介导的HIF-1α与IL-6表达调控

      PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。自然过程会产生PM2.5,但其主要来源还是人为排放。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死亡等。PM2.5的危害越来越多的受到人们的重视,对于 PM2.5的作用机制,其在疾病的发生发展中所处的地位的研究日渐深入。本课题以人血管内皮细胞系ECV304为研究对象,旨在探究PM2.5对心血管细胞的损伤及其作用机制,为治疗PM2.5诱发的心血管疾病提供理论支持。<br>  本实验中,PM2.5样品于2009年11月至2010年6月...
      PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。自然过程会产生PM2.5,但其主要来源还是人为排放。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死亡等。PM2.5的危害越来越多的受到人们的重视,对于 PM2.5的作用机制,其在疾病的发生发展中所处的地位的研究日渐深入。本课题以人血管内皮细胞系ECV304为研究对象,旨在探究PM2.5对心血管细胞的损伤及其作用机制,为治疗PM2.5诱发的心血管疾病提供理论支持。
        本实验中,PM2.5样品于2009年11月至2010年6月在北京三环内收集,并进行成分分析。选用不同浓度的PM2.5(20μg/mL,40μg/mL,60μg/mL,80μg/mL和100μg/mL5个浓度梯度)刺激ECV304细胞,检测细胞存活率;对刺激后的ECV304细胞进行Annexin V-FITC/PI及DAPI染色,观察荧光结果分析细胞膜的状况;采用液相芯片技术分析PM2.5刺激后ECV304细胞内外的炎症因子的表达水平;利用q-PCR,Western blot的方法检测了细胞内HIF-1α的表达;利用q-PCR,ELISA等方法检测RNAi沉默HIF-1α后IL-6表达水平的改变;同时对HIF-1α沉默后,PM2.5对细胞的毒性作用的变化进行了检测;利用q-PCR,Western blot检测给予外源IL-6刺激细胞内HIF-1α的表达水平。
        实验结果表明,80μg/mL PM2.5刺激可直接导致细胞存活率下降64%,P<0.05。PM2.5刺激后细胞膜成份磷脂酰丝氨酸(PS)外翻,膜外出现绿色荧光,膜结构发生改变。随着刺激浓度的上升,DAPI能更迅速的进入细胞导致细胞核出现蓝色荧光,表明胞膜对外界物质通透性增强。炎症因子 IL-6的表达在80μg/mL PM2.5刺激后上调2.4倍(P<0.05),此外检测到HIF-1α的表达也上调157%(P<0.05)。沉默HIF-1α的表达,细胞在PM2.5刺激下相对于未沉默组存活率下降20%(P<0.05),同时,IL-6的表达上调2.5倍(P<0.05)。在给予外源200ng/mL IL-6刺激后,HIF-1αmRNA的表达量上调210%(P<0.05)。
        结论:
        1.确定了PM2.5对血管内皮细胞系ECV304具有细胞毒性;
        2.伴随着PM2.5对细胞膜造成损伤,导致膜结构发生改变,膜通透性增强;
        3.证实了PM2.5能介导炎症因子,特别是IL-6的表达上调与释放增加;
        4.首次提出PM2.5能上调HIF-1α的表达并且具有浓度依赖性;
        5.分析了HIF-1α的表达同PM2.5的细胞毒性的关系,验证了HIF-1α对细胞的保护作用;
        6.明确细胞中IL-6具有上调HIF-1α表达的作用;
        7.最终推断出PM2.5介导的IL-6同HIF-1α之间可能存在类似负反馈调节的关系。
        本研究所取得的结果为我们研究PM2.5诱发心血管疾病的作用机制提供了新的切入点,为寻找新的药物作用靶点,开发新的治疗途径,提供了思路与理论支持。
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      作者: 姚卓
      授予学位: 硕士
      学位授予单位: 广州医学院
      导师姓名: 王晓华
      学位年度: 2012
      语 种: chi
      分类号: R966
      在线出版日期: 2013年5月23日