PM2.5和高脂饮食联合暴露对大鼠仔鼠大脑皮质TNF-α介导的神经炎症反应的影响

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tw2008hr
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目的 观察孕哺期大气PM2.5和高脂饮食(HFD)暴露致大鼠仔鼠神经炎症反应,从TNF-α通路探讨PM2.5和HFD联合暴露致大鼠仔鼠神经炎症反应的分子机制,揭示PM2.5和HFD联合暴露对仔鼠神经炎症反应的交互作用。方法 成年SD大鼠按照雌雄2:1进行交配,孕鼠被随机分为对照组、高脂组、PM2.5低剂量组、PM2.5高剂量组、高脂饮食+PM2.5低剂量组和高脂饮食+PM2.5高剂量组,每组8只。对照组、低剂量组和高剂量组给予普通饲料喂养,其余给予高脂饲料。PM2.5染毒采用小动物全身暴露系统,低、高剂量分别设置为大气PM2.5浓度的2倍和4倍。母鼠从孕0日开始暴露,每天5 h,每周5 d。仔鼠出生后与母鼠共同饲养染毒至第21 d(Postnatal day,PND21)断乳,分笼之后给予普通饲料,继续染毒至PND60。记录母鼠孕哺期摄食量情况,记录仔鼠体长、尾长变化,应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析实验期间大气PM2.5和不同发育阶段(PND0、PND21、PND42、PND60)仔鼠大脑皮质中金属元素含量,酶联免疫吸附实验(ELISA法)检测各阶段(PND21、PND42、PND60)仔鼠血清IL-6、TNF-α含量,Western Blot法检测仔鼠大脑皮质TNF-α、TNFR1、TNFR2、t-NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达水平。结果1染毒期间(2018.3.262018.7.5)洁净室、室外空气和染毒柜内低、高剂量PM2.5平均浓度分别为(3.52±1.73)μg/m3、(60.59±21.37)μg/m3、(127.38±43.16)μg/m3、(256.45±81.34)μg/m3。2与对照组比较,联合暴露组母鼠孕哺期摄食量均减少(P<0.05)。3与对照组比,高脂组、高脂+低剂量组、高脂+高剂量组PND21仔鼠体长增加(P<0.05)。与低剂量组比,高脂+低剂量组PND21雌鼠尾长增加(P<0.05)。4染毒期间大气PM2.5中金属元素含量顺序:铝>铅>锰>铬>砷>镍>硒>锑>镉>铊。5在PND0仔鼠大脑皮质中,与对照、高脂组比较,其他各组铝和铅含量均升高(P<0.05)。与对照组比,PND21高剂量组、高脂+高剂量组雌雄仔鼠铝、锰、铬含量增加(P<0.05),PND42、PND60高剂量组、高脂+高剂量组仔鼠铝、镍含量增加(P<0.05),PND21高脂+高剂量组砷含量增加(P<0.05),PND21低剂量组仔鼠铬含量增加(P<0.05),PND42雄性仔鼠高剂量、高脂+高剂量组比对照组锰、砷含量增加,PND60雄性仔鼠高剂量、高脂+高剂量组锰含量增加(P<0.05),PND42、PND60高剂量组硒含量增加(P<0.05),各阶段仔鼠其他各组铅含量增加(P<0.05)。6 PM2.5、HFD升高PND21仔鼠、PND42雄鼠血清TNF-α含量,使PND21、PND42仔鼠血清IL-6含量升高(P<0.05),且对PND21雄鼠IL-6含量存在协同作用(P<0.05),PM2.5使PND60仔鼠血清IL-6和雄鼠血清TNF-α含量升高(P<0.05)。7 PM2.5、HFD使PND21雄鼠大脑皮质TNFR1、TNFR2以及雌雄仔鼠大脑皮质t-NF-κB p65蛋白表达增加(P<0.05)。低剂量PM2.5和HFD对PND21雄鼠大脑皮质TNFR1蛋白表达存在拮抗作用,对TNFR2蛋白表达水平存在协同作用(P<0.05);高剂量PM2.5和HFD对PND21雄鼠大脑皮质TNFR1蛋白表达存在协同作用,对TNFR2蛋白表达存在拮抗作用(P<0.05)。PM2.5使PND42雄鼠大脑皮质TNFR1以及雌鼠大脑皮质TNFR2、p-NF-κB p65蛋白表达水平增加(P<0.05),HFD使PND42雄鼠大脑皮质TNF-α、TNFR1、TNFR2以及雌鼠大脑皮质TNFR2、p-NF-κB p65蛋白表达增加(P<0.05),低剂量PM2.5和HFD对PND42雄鼠大脑皮质TNF-α、TNFR1蛋白表达存在拮抗作用,高剂量PM2.5和HFD对PND42雄鼠大脑皮质TNF-α、TNFR1蛋白表达存在协同作用。PM2.5和HFD对PND42雄鼠大脑皮质TNFR2、t-NF-κB p65蛋白表达存在协同作用(P<0.05)。PM2.5使PND60仔鼠大脑皮质TNF-α、t-NF-κB p65以及雌鼠大脑TNFR2、p-NF-κB p65蛋白表达水平增加(P<0.05),HFD使PND60仔鼠大脑皮质TNF-α以及雄鼠大脑皮质TNFR1、p-NF-κB p65蛋白表达水平增加(P<0.05)。结论1 PM2.5和高脂饮食联合暴露能引起大鼠仔鼠系统性炎症和神经炎症反应,雄性仔鼠更为明显。2 PM2.5和高脂饮食使仔鼠大脑皮质TNF-α及其受体表达增加,不同剂量PM2.5和高脂饮食联合暴露对仔鼠大脑皮质TNF-α、TNFR1、TNFR2表达的作用存在差异。3 PM2.5和高脂饮食联合暴露通过TNF-α激活仔鼠大脑皮质NF-κB信号通路,引起机体炎症损伤,且两者存在协同作用。图5幅;表24个;参122篇。
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