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目的建立维生素D3(Vitamin D3,VD3)和烹调油烟细颗粒物(Cooking Oil Fume derived PM2.5,COFs-PM2.5)干预下的SD大鼠暴露模型,观察VD3干预后COFs-PM2.5暴露对胎鼠宫内生长发育的影响,进一步检测脐带血管的损伤状况,探讨脐带血管组织损伤的可能相关分子机制,为防治PM2.5暴露导致脐带血管损伤提供新思路和方法。方法SPF级SD大鼠(7-8周龄),适应性喂养七天后合笼,交配成功后,将雌鼠随机分成4组:对照组、PM2.5组、VD3组和VD3+PM2.5组。PM2.5组和VD3+PM2.5组孕鼠每3天通过气管滴注给予1.0 mg/m L(3 m L/kg体重)的COFs-PM2.5,对照组和VD3组给予对应体积的生理盐水处理;VD3组和VD3+PM2.5组孕鼠每天通过灌胃给予5μg/kg体重的VD3,对照组及PM2.5组给予相应的不含VD3的原乳剂。孕21天麻醉处死孕鼠,观察胎鼠宫内生长发育状况,统计活胎数、死胎数和吸收胎数;称量胎鼠体重、胎盘重及脑、心、肝、肾、肺等脏器重量;测量胎鼠顶臀长、尾长和胎盘直径;收集胎鼠血和脐带血管。HE染色法观察脐带血管组织形态学上的变化,透射电镜观察脐带血管内皮细胞和平滑肌细胞显微结构损伤;并检测脐带血管组织内氧化水平和炎症反应水平的改变;Western Blot和RT-PCR法检测相关血管因子蛋白和m RNA水平的变化。结果1.VD3干预对COFs-PM2.5暴露诱导的胎鼠宫内生长受限的影响。与正常对照组相比,PM2.5处理组母鼠孕期增重显著减少,胎鼠体重、顶臀长、胎盘重和胎盘直径明显降低,脑,心脏器系数增加(P<0.05)。VD3干预后,可明显改善暴露PM2.5对胎鼠生长发育的影响。2. VD3干预对COFs-PM2.5暴露导致的脐带血管形态学改变的影响。光镜下观察发现,与正常对照组相比,PM2.5处理组脐静脉和脐动脉管壁增厚,管腔直径减小(P<0.05);电镜下观察发现,PM2.5处理组脐带血管平滑肌细胞和内皮细胞线粒体肿胀,峭紊乱,部分断裂,基质内空泡样改变增多,内质网明显扩张,胞质内颗粒样物质增多。VD3干预后,可明显改善暴露PM2.5对脐带血管的影响。3. VD3干预COFs-PM2.5暴露所致的脐带血管功能紊乱。与正常对照组相比,PM2.5处理组脐带血管组织中一氧化氮(Nitric Oxide,NO)含量显著降低,内皮素-1(Endothelin-1,ET-1)表达水平显著升高。VD3干预后,可明显降低异常升高的ET-1表达水平。4. 与正常对照组相比,暴露COFs-PM2.5可诱导脐带血管组织氧化应激[铜锌超氧化物岐化酶(Copper-zinc Superoxide Dismutase,Cu Zn-SOD)/总超氧化物歧化酶(Total Superoxide Dismutase,T-SOD)/谷胱甘肽(Glutathione,GSH)/丙二醛(Malondialdehyde,MDA)]和炎症反应[肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)/白介素-1β(Interieukin-1β,IL-1β)]水平升高,VD3可保护COFs-PM2.5对脐带血管氧化应激和炎症反应的影响。5. VD3干预对COFs-PM2.5暴露导致脐带血管组织损伤可能分子机制的影响。Western Blot和RT-PCR结果表明,暴露COFs-PM2.5激活了脐带血管组织内缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)/内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,e NOS)/NO和血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)/血管内皮生长因子受体2(Vascular endothelial growth factor receptor2,VEGFR2)/e NOS通路,上调了HIF-1α、VEGF和VEGFR2的表达水平,降低了e NOS表达;VD3干预后,可降低HIF-1α、VEGF和VEGFR2因子的表达水平,而e NOS表达升高。结论COFs-PM2.5暴露可明显损伤脐带血管,诱导脐带血管组织内氧化应激水平上调,炎症反应水平升高,进而导致相关血管因子表达紊乱。VD3干预后可明显改善COFs-PM2.5暴露所致的上述脐带血管毒性损伤。综上所述,本研究揭示了暴露COFs-PM2.5对脐带血管的部分毒性机制,表明了VD3干预可保护COFs-PM2.5暴露所致的脐带血管损伤,为防治PM2.5暴露导致脐带血管损伤提供新策略。