探讨柴油废气颗粒物(diesel exhaust particulates,DEP)是否通过氧化损伤和炎症反应导致血脑屏障损伤。
方法用小鼠脑微血管内皮细胞bEnd.3细胞系构建血脑屏障体外模型,按照DEP染毒浓度不同将细胞分为对照组(0 μg/mL)和实验组(DEP浓度为12.5、25、50、100 μg/mL),染毒48 h后,检测谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力,细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量。酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测炎性细胞因子白细胞介素(interleukin,IL)-1β,IL-6,肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的分泌水平。Western blot检测紧密连接蛋白claudin-5和ZO-1的表达。
结果bEnd.3细胞经不同浓度DEP染毒48 h后,100 μg/mL浓度组与对照组相比,GSH-Px活力显著下降,差异具有统计学意义[(15.51±2.22)U/mg protein比(23.22±3.27)U/mg protein,q=4.741,P<0.05];活性氧含量升高,差异具有统计学意义;[(1.28±0.03)比(1.00±0.00),q=12.400,P<0.05];IL-1β分泌水平显著增加,25,50和100 μg/mL浓度组与对照组相比差异具有统计学意义[(3.74±0.36)ng/L,(3.20±0.37)ng/L,(3.26±0.33)ng/L比(1.76±0.09)ng/L,q值分别为6.708、5.982、6.216,P值均<0.05];IL-6分泌水平显著增加,100 μg/mL浓度组与对照组相比差异具有统计学意义[(57.79±4.20)ng/L比(20.31±1.12)ng/L,q=15.000,P<0.05];TNF-α分泌水平显著增加,50 μg/mL和100 μg/mL浓度组与对照组相比,差异具有统计学意义,[(20.88±4.77)ng/L,(24.41±6.53)ng/L比(7.54±2.81)ng/L,q值分别为4.715、5.962,P<0.05];claudin-5表达水平显著下降,12.5,25和100 μg/mL浓度组与对照组相比,差异具有统计学意义[(0.87±0.16)、(0.92±0.17)、(0.37±0.12)比(1.24±0.11),q值分别为5.551、5.152 、11.280,P<0.05];ZO-1表达水平显著下降,25、50和100 μg/mL浓度组与对照组相比,差异具有统计学意义[(0.46±0.06)、(0.39±0.08)、(0.30±0.05)比(1.06±0.13),q值分别为6.724、7.572、8.470,P<0.05]。
结论DEP可能通过氧化损伤和炎症反应,导致紧密连接蛋白表达降低进而造成血脑屏障损伤。