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近年来,关于室内空气甲醛污染与人体健康效应的研究日益广泛深入。甲醛引起的气道神经源性炎症、获得性过敏体质现象等生物学效应,都涉及甲醛触发性生物靶分子介导的病理学过程。1991年丹麦学者G.D.Nielsen首先提出假说:室内空气污染物(如甲醛)所致的气道刺激作用是一种受体介导的病理学过程,这种受体可能是辣椒素受体,现已证实辣椒素受体即为类香草素受体,它们分布于气道黏膜中神经末梢的细胞膜上。由于当时和后来对这种膜受体蛋白本质的认识还非常有限,他所提出的假说一直没有得到科学实验的证实。1997年美国加洲大学David Julius教授课题组首次鉴定并命名了类香草素受体(vanilloid receptor subtype 1,VR1),他们构建了大鼠感觉神经元VR1重组质粒,并成功地在人胚肾细胞(HEK-293细胞)和非洲爪蟾卵母细胞(Xenopus laevis oocyte)中表达出VR1膜蛋白/离子通道,建立了VR1~+重组细胞,进行了有关VR1的分子生物学、电生理学研究,并应用于疼痛传导机制和分子药理学的研究,其多篇研究论文在《Nature》和《Science))上发表。VR1~+重组细胞的建立为检验和完善Nielsen假说提供了坚实的物质基础。我们将该受体的研究引入环境医学领域,很可能导致对室内空气污染与疾病关系分子机理的研究(如甲醛诱导型哮喘)取得重要进展。 本课题就甲醛对VR1的激活作用开展了体外和体内实验研究,阐明甲醛触发性生物靶分子的作用机理,验证Nielsen假说的正确性;在此基础上开展了甲醛诱导型哮喘分子机理的实验研究,结果如下: 1.VR1~+-HEK293细胞模型的构建和Nielsen假说的验证 为研究VR1作为室内空气污染物的触发性生物靶分子的生理作用,在VR1-cDNA质粒基础上,应用分子克隆和细胞转染技术构建了体外培养的VR1~+-HEK293细胞模型,并应用此细胞模型进行辣椒素和甲醛致VR1~+-HEK293细胞死亡实验。结果表明,VR1~+-HEK293细胞模型构建成功,VR1~+细胞死亡实验是一种简便有效的鉴定VR1体外表达的实验方法;甲醛能够激活VR1,且激活反应能被VR1特异性拮抗剂capsazepine所阻断,从而推断甲醛对气道的刺激作用也可能是通过VR1所介导的。用体外细胞学实验证实了VR1是甲醛作用的生物靶分子,以实验证实了Nielsen假说的正确性。