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目的:炭黑颗粒的暴露广泛存在于橡胶、汽车轮胎和墨水生产加工等职业场所。除了职业暴露外,工农业生产排放、道路交通尾气、燃料和生物质焚烧等也可以造成生活环境中炭黑颗粒的暴露。研究表明长期吸入炭黑颗粒会导致慢性支气管炎、哮喘及慢性阻塞性肺部疾病等多种呼吸系统疾病的发生或发展,而炎症反应是这些疾病发病过程中共有的病理反应。组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)及其抑制剂已被证明在一些慢性炎症的发展中起到一定调节作用。但HDAC6是否在炭黑颗粒导致的肺部炎症中发挥作用,以及通过何种机制在炭黑颗粒暴露导致的肺部炎症中发挥作用仍然不清楚,因此本研究主要探讨HDAC6在炭黑颗粒致小鼠肺部炎症反应中的作用及其可能的机制。方法:将C57BL/6雄性小鼠随机分为炭黑颗粒染毒组、生理盐水组、空白对照组,每组30只小鼠。炭黑颗粒组和生理盐水组分别采用一次性气管内滴注炭黑颗粒(Printex90,250μg/50μl)或者生理盐水(50μl),空白对照组不做任何处理。于染毒后第1、7、28、56、84天处死小鼠,收集小鼠肺组织、肺泡灌洗液(BALF)及外周血等样本,采用HE、免疫组织化学染色法观察小鼠肺组织炎症反应的程度以及HDAC6、纤毛内转运蛋白(IFT20、IFT88)的表达定位;收集肺泡灌洗液和外周血血清,酶联免疫吸附法(ELISA)检测肺泡灌洗液(BALF)及外周血中IL-8的表达量;采用免疫印迹法(Western blotting,WB)检测肺组织内HDAC6、IFT20、IFT88、Sonic Hedgehog(SHh)信号通路相关重要标志蛋白SHh蛋白以及自噬相关蛋白LC3Ⅱ/LC3-Ⅰ的表达水平及变化规律。在此基础上,于气管滴注炭黑颗粒染毒前、染毒7天后、染毒28天后分别对小鼠进行腹腔注射1mg/ml HDAC6特异性抑制剂(Tubastatin A,TSA,注射剂量为:2mg/kg),采用腹腔注射0.2%DMSO的小鼠作为试剂对照组,将实验组分为试剂对照组(n=30),染毒前阻断组(n=30),染毒7天后阻断组(n=24),染毒28天后阻断组(n=18),在染毒第1、7、28、56、84天后处死小鼠。通过检测以上指标,比较给予HDAC6特异性抑制剂TSA前后小鼠肺部炎症反应程度的变化规律。结果:(1)气管内灌注炭黑颗粒染毒后第1、7、28、56、84天小鼠在肺组织内均存在较明显的炎症,尤以第56天炎症反应程度最重,在第84天肺泡间隔变薄、断裂,相互融合成囊状,肺泡壁毛细血管数量减少,呈肺气肿样改变;染毒56天时间点前肺泡灌洗液和血清中IL-8表达持续升高(P<0.05),在第84天降至正常水平。同时,炭黑颗粒染毒的小鼠肺组织内HDAC6、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ整体呈现升高趋势,且都在染毒后第56天时间点达到峰值,与空白组相比,差异有统计学意义(P<0.05),而在染毒后第84天时间点表达量较第56天略有下降。而IFT88蛋白表达量呈现下降趋势,且在第56天相对表达量达到最低,显著低于空白组(P<0.05),第84天恢复至初始水平。此外,IFT20表达量随着染毒时间的延长逐渐升高,在第84天达到最高,与空白组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。SHh蛋白在染毒后第28、56天的表达水平显著高于空白对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。(2)与单纯炭黑染毒组相比,在染毒前给予TSA并不能减轻炭黑颗粒诱导的小鼠肺部炎症反应的程度,血清中IL-8的表达量也未有明显的下降;在染毒后第7给予TSA的肺组织在染毒后第56、84天肺部炎症减轻,肺泡结构基本恢复,血清中IL-8表达量显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05);在染毒后第28天给予TSA的肺组织在第84天炎症反应减轻,肺泡壁及肺泡间隔结构基本也恢复完整,血清中IL-8表达量在第56天的表达水平明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。给予TSA的各组小鼠肺组织内HDAC6蛋白表达均下降,尤其是在染毒后第28天时,染毒前和染毒后第7天给予TSA小鼠肺组织内HDAC6的表达量均显著低于单纯炭黑颗粒染毒组(P<0.05)。此外,在染毒后第56天这个时间点,染毒前、染毒7天后以及染毒28天后给予TSA后均能显著性升高IFT88表达量,与同一染毒时间点的单纯炭黑染毒组相比差异均具有统计学意义(P<0.05)。在各个染毒时间点给予TSA虽能降低炭黑颗粒诱导肺组织内LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的表达水平,但差异无统计学意义(P>0.05)。且无论何时给予TSA均对小鼠肺部IFT20、SHh蛋白的表达量无明显的影响(P>0.05)。结论:(1)炭黑颗粒可诱导小鼠肺部炎症反应的发生,且随着染毒时间的延长,染毒后第56天肺部炎症最严重,到第84天甚至发展为肺气肿的病理改变,且血清和BALF中的炎性细胞因子IL-8的表达水平也逐渐升高,与肺部炎症反应的程度基本一致。在染毒后第7天开始给予TSA可明显降低肺部炎症反应的程度及体内IL-8的表达水平。(2)炭黑颗粒可诱导小鼠肺组织内HDAC6特异性表达升高,自噬相关蛋白、IFT20和SHh也呈升高的趋势,IFT88蛋白的表达水平降低,给予TSA后,可使肺部IFT88的表达水平升高,自噬水平降低,提示HDAC6及初级纤毛自噬通路可能参与了炭黑颗粒诱导肺部炎症反应的过程。(3)炭黑颗粒可引起肺部IFT20及SHh信号通路的上游蛋白SHh蛋白表达水平显著增高,但是给予TSA对其表达无明显影响,提示炭黑颗粒引起的肺部炎症反应可能由IFT20及SHh等其他信号通路共同参与。(4)HDAC6特异性抑制剂对炭黑颗粒引起的肺部早期炎症反应具有明显的抑制作用,但预防性地给予TSA对炭黑颗粒引起的肺部炎症无明显的抑制效果,提示当肺部出现炎症后再给予HDAC6特异性抑制剂如TSA可能是其防治肺部炎症发展最佳的作用时间点。