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目的:通过构建PM2.5暴露的动物模型,观察小鼠血糖变化,研究PM2.5暴露对小鼠血糖的影响;探索长链非编码RNA富含核富集的转录物1(long non-coding RNA nuclear enriched abundant transcript 1,lnc RNA NEAT1)调控的胰岛细胞凋亡和炎症反应在PM2.5暴露对小鼠血糖影响中的作用。方法:1. 动物模型的建立(1)PM2.5暴露将30只6周龄雄性C57小鼠随机平均分为三组,浓缩组(CA)、大气组(UA)、洁净空气组(FA),CA组小鼠置于浓缩大气PM2.5在线富集系统的暴露腔内,UA组为室外大气的暴露腔内,FA组小鼠置于安装HEPA的室外大气暴露腔,各组小鼠每天暴露6小时,其余时间置于洁净空气中,共染毒8周。(2)PM2.5粒径分布及其浓度检测空气动力学粒径谱仪测定各暴露腔中颗粒物粒径大小的分布;气溶胶颗粒物检测仪实时监测各暴露组PM2.5浓度变化。2. PM2.5暴露对小鼠血糖的影响小鼠口服葡萄糖耐量实验(Oral glucose tolerance test,OGTT)和腹腔胰岛素耐量试验(Intra-peritoneal insulin tolerance test,ip ITT)检测PM2.5暴露对小鼠血糖的影响。3.PM2.5暴露对全身炎症的影响小鼠外周血常规检测PM2.5暴露对白细胞计数及其亚群分布的影响。4.PM2.5暴露对小鼠胰腺组织凋亡的影响苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE染色)法观察PM2.5暴露前后小鼠胰腺组织的病理改变。末端脱氧核苷酸转移酶介导的d UTP缺口末端标记测定法(terminal dexynucleotidyl transferase-mediated d UTP nick end labeling,TUNEL)实验检测PM2.5暴露对胰腺组织凋亡的影响。5.PM2.5暴露对胰腺组织中lnc RNA NEAT1和炎症及凋亡相关蛋白表达的影响实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)及Western blotting分别检测各暴露组胰腺组织中lnc RNA NEAT1、程序性死亡配体-1(programmed death ligand-1,PD-L1)、STAT3、p-STAT3、IL-6、TNF-α及Caspase-3的表达情况。6.细胞模型建立建立PM2.5处理小鼠胰岛β细胞(Beta-TC-6)24小时体外染毒模型,分为三组,对照组(Con,0μg/m L)、低剂量组(PM2.5low,50μg/m L)、中剂量组(PM2.5medium,100μg/m L)和高剂量组(PM2.5high,200μg/m L)。高剂量组细胞PM2.5处理24小时,利用RNA干扰技术构建NEAT1稳定低表达细胞(PM2.5sh-NEAT1)。7.PM2.5暴露对Beta-TC-6细胞中lnc RNA NEAT1和炎症及凋亡相关蛋白表达的影响qRT-PCR和Western blotting检测各处理组Beta-TC-6细胞中NEAT1、PD-L1、STAT3、p-STAT3及Caspase-3的表达情况。结果:1.颗粒物粒径分布及暴露PM2.5的浓度变化CA组PM2.5(粒径<2.50μm)占总粒子数的99.49%,UA组PM2.5占总粒子数的92.14%。整个暴露期间,UA组PM2.5的平均浓度为129.11±91.71μg/m3,CA组为772.04±606.18μg/m3,FA组浓度0.00μg/m3。2.PM2.5暴露对小鼠血糖的影响糖耐量实验结果表明,与FA组相比,UA、CA组血糖升高(P<0.05)。胰岛素耐量试验表明,腹腔注射胰岛素后,与FA组相比,UA、CA组血糖下降速率减慢(P<0.05)。以上实验结果说明,PM2.5暴露可导致小鼠血糖升高并产生胰岛素抵抗。3. PM2.5暴露对全身炎症影响血常规结果示,PM2.5暴露后,小鼠外周血白细胞计数、单核细胞计数、淋巴细胞计数及中性粒细胞计数增加(P<0.05),提示PM2.5促进小鼠体内炎症的发生。4. PM2.5暴露对胰腺组织凋亡的影响HE实验结果表明,PM2.5暴露后,胰岛结构破坏,胰岛细胞空泡变性,脂肪细胞浸润,胰腺纤维化。TUNEL实验结果表明,UA组、CA组胰腺组织凋亡细胞数较FA组增加(P<0.05),PM2.5暴露促进胰腺组织中细胞的凋亡。5. PM2.5暴露对胰腺组织中长链非编码RNA和炎症及凋亡相关蛋白表达的影响qRT-PCR结果表明,PM2.5暴露后胰腺组织中NEAT1表达显著升高(P<0.05)。Western blotting结果表明,PM2.5暴露后胰腺组织中PD-L1表达降低(P<0.05),p-STAT3/STAT3、IL-6、TNF-α及Caspase-3表达含量升高(P<0.05)。以上实验结果进一步说明,PM2.5暴露促进胰腺组织中炎症信号通路激活及细胞凋亡的发生。6. PM2.5暴露对胰岛β细胞中长链非编码RNA和炎症及凋亡相关蛋白表达的影响qRT-PCR结果表明,PM2.5暴露后Beta-TC-6细胞中NEAT1表达显著升高(P<0.05),脂质体法转染sh-NEAT1后NEAT1表达显著下降(P<0.05)。Western blotting结果表明,PM2.5暴露后Beta-TC-6细胞中PD-L1表达降低(P<0.05),p-STAT3/STAT3和Caspase-3表达含量升高(P<0.05)。敲低NEAT1后可逆转PM2.5对Beta-TC-6细胞中上述蛋白的表达影响(P<0.05)。以上实验结果表明,PM2.5暴露通过上调胰岛β细胞中NEAT1的表达促进STAT3相关炎症信号通路激活并诱导细胞凋亡发生。结论:1.PM2.5暴露可导致小鼠血糖升高并产生胰岛素抵抗。2.PM2.5暴露可上调Lnc RNA NEAT1的表达并促进胰腺组织炎症的发生及凋亡。3.PM2.5通过上调胰岛β细胞中NEAT1的表达促进STAT3相关炎症信号通路激活并诱导细胞凋亡发生。