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背景与目的:PM2.5能够加剧慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)小鼠肺泡巨噬细胞(AM)吞噬功能障碍,但其通过磷脂酰肌醇3-激酶δ(PI3Kδ)-Ras同源基因家族成员A(RhoA)及细胞骨架影响慢阻肺AM吞噬能力的机制鲜有报道,本文探讨PM2.5加剧慢阻肺小鼠AM吞噬功能缺陷的PI3Kδ-RhoA细胞骨架机制。方法:将40只8周龄无特定病原体(SPF级)BALB/c雄性小鼠随机分为健康对照组、慢阻肺组、健康PM2.5组、慢阻肺PM2.5组,每组10只。单纯香烟烟雾暴露法建立慢阻肺小鼠模型,造模的同时,慢阻肺PM2.5组与健康PM2.5组小鼠均给予连续雾化吸入PM2.5(588μg/m3)90 d,而健康对照组和慢阻肺组同时给予相同体积的生理盐水雾化吸入。造模结束后采用无创小鼠肺功能测量仪测定各组小鼠肺功能,以吸气峰流速(PIF)、呼气峰流速(PEF)及呼出50%潮气量时流速(EF50)表示,处死小鼠,取肺组织行HE染色,光镜下观察病理改变;不连续密度梯度离心法分离AM;流式细胞术检测各组小鼠AM吞噬异硫氰酸荧光素标记大肠杆菌(FITC-E.coli)的能力,用平均荧光强度(MFI)和吞噬阳性百分比(吞噬%)表示;提取AM总RNA与蛋白,实时荧光定量PCR(RT-PCR)和蛋白印迹法(Western blot)检测PI3Kδ和RhoA mRNA、蛋白的表达;G-LISA试剂盒检测RhoA活性;共聚焦显微镜观察AM细胞骨架的形态学变化。结果:(1)小鼠肺功能及肺组织病理:慢阻肺组和健康PM2.5组小鼠PIF、PEF及EF50(7.06±0.52、4.24±0.29、3.27±0.36)和(7.74±0.43、5.21±0.31、3.40±0.32)均显著低于健康对照组(10.37±0.76、7.13±0.41、5.04±0.47)(均P<0.01),慢阻肺PM2.5组(4.73±0.21、3.43±0.17、2.04±0.14)均显著低于慢阻肺组(均P<0.01)。慢阻肺组、健康PM2.5组小鼠肺泡结构紊乱,肺泡壁变薄,肺泡腔膨胀、破裂,肺泡间隔断裂,各级支气管壁可见炎症细胞浸润,支气管管壁狭窄;且慢阻肺PM2.5组肺泡破坏程度明显重于慢阻肺组;健康对照组肺泡壁结构完整,气道上皮无细胞脱落,无炎症细胞浸润,肺泡腔内几乎无渗出,肺泡间隔正常。(2)AM吞噬能力检测:慢阻肺组和健康PM2.5组AM MFI和吞噬%[4512±517、(32.19±4.57)%]和[7631±585、(50.78±4.58)%]均显著低于健康对照组[9857±1042、(68.53±2.88)%],而慢阻肺PM2.5组[3121±393、(21.90±2.58)%]均显著低于慢阻肺组(均P<0.01)。(3)AM PI3KδmRNA、蛋白的表达:慢阻肺组和健康PM2.5组AM PI3KδmRNA、蛋白表达(3.41±0.54、0.84±0.08)和(1.52±0.35、0.71±0.11)均高于健康对照组(1.00±0.00、0.57±0.07)(均P<0.05),而慢阻肺PM2.5组(5.53±0.42、1.17±0.25)均显著高于慢阻肺组(均P<0.01)。(4)AM RhoA mRNA、蛋白表达及活性:慢阻肺组和健康PM2.5组AM RhoA mRNA、蛋白表达及活性(0.70±0.07、0.41±0.10、0.70±0.06)和(0.84±0.06、0.46±0.11、0.87±0.07)均低于健康对照组(1.00±0.00、0.56±0.09、1.19±0.09)(均P<0.05),而慢阻肺PM2.5组(0.42±0.05、0.31±0.06、0.44±0.04)均显著低于慢阻肺组(均P<0.01)。(5)AM细胞骨架的改变:健康对照组AM伪足伸出长而密集,细胞可见明显膜褶皱,细胞变形明显;慢阻肺组和健康PM2.5组伪足伸出短且稀疏,细胞轻微变形;慢阻肺PM2.5组伪足伸出障碍,细胞形态僵硬。(6)相关性分析:基础状态及PM2.5干预后各组AM PI3KδmRNA、蛋白与RhoA mRNA、蛋白及活性均呈负相关(均P<0.01),各组AM PI3KδmRNA、蛋白与MFI均呈负相关(均P<0.05),RhoA mRNA、蛋白和活性均与MFI均呈正相关(均P<0.05)。结论:单纯香烟烟雾暴露法能够建立慢阻肺小鼠模型;慢阻肺小鼠AM吞噬功能降低;PM2.5能加剧慢阻肺小鼠AM吞噬功能缺陷并降低健康小鼠AM吞噬能力;PI3Kδ在慢阻肺小鼠AM中处于活化状态,RhoA被抑制,且PM2.5能加重此变化;PM2.5加剧慢阻肺小鼠AM吞噬能力缺陷与PI3Kδ-RhoA及细胞骨架异常重构有关。