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目的:血管内皮通透性改变不会引起显著的病变,但通透性的增大可能导致诸如冠心病、动脉粥样硬化等血管疾病,甚至癌症。文献报道血管内皮通透性改变是血管疾病发生的初始环节,通透性的增大导致血管弹性变化,血液中脂质也会沉积到血管内皮下,最终导致血管变硬、增厚,诱发一系列的血管病变。本研究旨在研究PM2.5暴露后其在体内外诱发血管内皮通透性改变,通过研究血管内皮通透性增大的机制,阐明机制与炎症因子、转录因子、microRNA相关,为阐述PM2.5诱发血管内皮通透性增大的机制研究提供强有力的证据,为未来应对PM2.5诱发血管内皮通透性改变进而引起血管疾病提供治疗的新思路。方法:利用CCK-8检测不同浓度不同暴露时间下HUVECs活性;通过Transwell检测单层HUVECs通透性;利用基因芯片、Quantitative Real-time PCR检测差异表达microRNA;通过PCR扩增、酶切酶连技术构建质粒;通过生物信息学分析、双荧光素酶报告基因实验、ChIP验证TIMP3 3’UTR存在miR-21的靶位点、p-STAT3靶向结合miR-21启动子;采用气管滴注的方法构建SD大鼠实验模型,通过检测伊文思蓝渗漏情况证明SD大鼠血管内皮通透性改变;利用Western Blot、HE染色、免疫组化、ELISA技术检测PM2.5暴露下炎症因子、转录因子、血管内皮通透性相关蛋白的变化;通过mi R-21抑制剂干扰,探究PM2.5诱发血管内皮通透性增大的信号通路。结果:PM2.5暴露后,HUVECs的活性降低,具有剂量和浓度依赖性;单层HUVECs通透性增大,并具有时间依赖性;基因芯片结果显示PM2.5暴露能引起多个microRNA转录差异,其中miR-21转录差异最明显;生物信息学预测和双报告实验证实了miR-21靶向结合TIMP3 3’UTR;Western blot和miR-21抑制剂的转染发现TIMP3的表达受miR-21的调控,而作为受TIMP3抑制的MMP9活性随之改变,直接影响血管内皮通透性;PM2.5暴露能引起炎症因子IL-6的增多,而IL-6的增多又导致了p-STAT3的上调;生物信息学预测、双报告实验和染色质免疫沉淀实验证实了p-STAT3能靶向结合miR-21启动子,并引起其转录上调;PM2.5暴露后动物模型体内炎症因子、转录因子、miR-21、通透性相关蛋白的检测也同样显示出PM2.5暴露引起血管内皮通透性增大,且与IL-6/p-STAT3/mir-21/TIMP3/MMP9相关。结论:通过体内外实验发现PM2.5暴露引起氧化应激反应,激活IL-6/STAT3通路,促使p-STAT3靶向结合miR-21启动子并促进其转录,而miR-21的上调通过抑制其靶序列TIMP3的表达,解除了对MMP9的拮抗作用,最终水解了血管内皮细胞外基质导致血管内皮通透性增大。