PM2.5在支气管上皮细胞中诱导细胞自噬依赖的炎性损伤效应的分子机制

来源 :中国毒理学会第七次全国毒理学大会暨第八届湖北科技论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyhpeter2011
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  [目的]大气颗粒物(particulate matters)是大气中各种具有不同化学组分的颗粒状物质的混合体,由于其表面吸附有多环芳烃等致癌物、SO2等刺激性物质、砷、铅等重金属物质,因此对人体健康具有极大危害.研究表明:大气颗粒物的健康危害效应与其颗粒大小密切相关:粒径越小,吸附的有害物质越多,对人体的健康危害效应越大.其中粒径≤10微米的颗粒物(也称为可吸入颗粒物PM10)能够通过呼吸道进入机体;而粒径≤2.5微米的细颗粒物(PM2.5)更可以直接进入血液而引发相应的损伤效应.流行病学研究资料显示:随着大气颗粒物浓度升高,呼吸系统和心血管系统疾病的发病率、入院率和死亡率都显著升高.因此,研究PM2.5诱导呼吸系统和心血管系统损伤的分子机制具有重要意义.[方法]以支气管上皮细胞Bears-2B为靶细胞,武汉地区PM2.5为刺激剂,利用免疫印迹技术在蛋白水平检测p53等重要信号蛋白的表达和活化情况,利用RT-PCR技术检测信号蛋白的mRNA水平表达变化;利用商品化细胞自噬检测试剂盒检测Bears-2B细胞自噬发生情况;利用荧光素酶报告基因检测系统分析p53等转录因子的转录激活活性.[结果]PM2.5处理Bears-2B后,AP-1、STAT3、NF-kB、Egr-1、HIF1a等多种转录因子都能够参与PM2.5刺激作用下支气管上皮细胞中VEGF这种关键炎性细胞因子的诱导表达反应;其中STAT3的诱导活化反应最为显著.而PM2.5可通过诱导细胞自噬反应发生并促发STAT3活化从而介导VEGF的表达水平上调和炎性应激损伤效应.在进一步研究中,我们发现p53信号途径的诱导活化及其自噬反应特异性调控基因DRAM的诱导表达是介导PM2.5诱导细胞自噬反应发生的关键信号传递事件.而PM2.5诱导p53进入活化状态是由ATR、CHK1等经典DNA损伤反应信号蛋白的级联诱导活化反应而介导实现的. [结论]本研究揭示了ATR/CHK1/p53/DRAM/autophagy/STAT3/VEGF炎性信号传递反应介导PM2.5诱导支气管上皮细胞发生炎性损伤效应的分子机制.研究结果首次揭示了细胞自噬在调控PM2.5诱导呼吸系统炎性应激损伤效应中的关键作用;首次为PM2.5可能引发DNA损伤反应提供了直接证据;并证实了p53在链接PM2.5诱导基因毒应激损伤和炎性应激损伤反应交联中的关键作用;同时也为靶向以上信号途径的PM2.5致呼吸系统损伤防控策略研究提供了重要线索.
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