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目的:通过收集稀土矿区含稀土元素的大气细颗粒物,作用于体外培养的A549细胞,研究含稀土元素的大气细颗粒物对A549细胞生长的影响,并初步探讨其作用机制。 方法:收集白云鄂博矿区下风向的居民区稀土颗粒物作为样品,收集明沙淖乡四胜奎村颗粒物作为对照。分别以0μg/mL、12.5μg/mL、25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL浓度的稀土PM2.5和对照PM2.5作用于A549细胞,24h、48h和72h后,采用MTT法检测细胞活力。分别以0μg/mL、12.5μg/mL、50μg/mL、200μg/mL浓度的稀土PM2.5和对照PM2.5处理A549细胞24h后,采用ELISA实验方法检测A549细胞凋亡相关蛋白caspase3,6,8,9的表达情况,然后流式细胞术检测A549细胞周期。采用Itraq技术检测稀土PM2.5处理A549细胞24h后蛋白质表达情况,根据差异倍数大于1.2倍,P值小于0.05的条件筛选出差异蛋白,同时采用MRM技术和western blot实验方法对筛选出的差异蛋白进行验证。 结果:MTT方法检测细胞活力的实验结果发现,不同浓度的PM2.5对A549细胞生长均有不同程度的抑制作用,并且随着作用浓度的增加和作用时间的延长,PM2.5对细胞生长的抑制作用越大,即200μg/mL浓度组作用72h后的抑制作用最大。ELISA法检测细胞caspase3,6,8,9蛋白的表达发现,除caspase3在200μg/mL浓度组相对0μg/mL组表达升高外,稀土PM2.5对caspase6,8,9蛋白的表达均有明显的抑制作用,并随着稀土PM2.5作用浓度的增加而抑制作用增强。流式细胞术检测A549细胞的细胞周期,结果发现PM2.5对细胞周期有明显的阻滞作用,其中稀土PM2.5对细胞周期的G2期有明显的阻滞作用,在50μg/mL浓度组阻滞作用最强;对照PM2.5对细胞周期的G1有促进作用,对G2期有明显的阻滞作用,对这两个时期的作用均随浓度的增加而增加。Itraq技术检测稀土PM2.5作用于A549细胞24h后,核糖体蛋白的表达有显著差异,并且核糖体差异蛋白的表达均显著下调。值得注意的是,稀土PM2.5主要影响的是核糖体大亚基蛋白,差异倍数在0.677-0.832倍之间,最明显的为RPL34蛋白,差异倍数达0.677倍。其中5种核糖体差异蛋白表达水平与稀土PM2.5的浓度呈负相关。另外发现与翻译模板mRNA合成相关的3个蛋白表达也出现了变化,上调的蛋白差异倍数为1.212倍,下调的蛋白差异倍数大约为0.7倍。此外还发现4个与细胞周期相关的差异蛋白,与0μg/mL浓度组比较,表达上调和下调的蛋白各占一半;其中表达上调的蛋白差异倍数最高达1.483倍,下调的蛋白差异倍数最高达0.568倍。以上所有差异蛋白均被MRM和western blot验证到,且蛋白表达水平与Itraq结果一致。 结论:稀土颗粒物通过对A549细胞翻译场所、翻译模板和翻译相关因子的影响,使细胞翻译功能受限,进而阻滞细胞周期的进程,导致A549细胞生长受到抑制。