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目的我国城市空气污染问题日益严重,大气颗粒物中包含大量超细颗粒物(ultrafine particles, UFPs),以往流行病学研究提示,超细颗粒物与神经系统疾病存在关联,长期生活在颗粒物污染地区会导致认知功能的下降。城市道路附近空气中的UFPs浓度较高,与城市道路相关的职业人群比其他人群接触UFPs的时间更长、浓度更高,这类人群的中枢神经系统(CNS)更易受到UFPs的危害。本研究采集城市道路周边空气中的UFPs,对体外培养的人脑神经胶质瘤(U251)细胞进行染毒,观察不同浓度下UFPs对U251的细胞毒性,并从细胞氧化应激水平、线粒体功能、细胞凋亡水平这几方面初步探讨UFPs对CNS的毒作用机制,为城市道路空气污染对相关职业人群及其他密切接触人群CNS影响的研究提供实验依据及理论参考。方法1.UFPs采集在某市机动车流量较大的交通干道旁设置采样点,使用DLPI-30撞击式多级颗粒物采样器采集UFPs。2.UFPs悬浮液的制备称取适量UFPs放于玻璃瓶中,高压蒸汽灭菌(121℃,30min),烘干后加入适量培养基,配制成终浓度为640μg/ml的母液,临用前超声30min使UFPs充分混悬,用培养基逐级稀释至染毒所需浓度。3.CCK-8法检测细胞存活率U251细胞经UFPs染毒48h后,加入CCK-8试剂,充分混匀。37℃孵育60min后于酶标仪450nm处测定吸光度,实验重复三次。4.氧化应激指标的测定U251细胞经UFPs染毒48h后,利用专用检测试剂盒分别测定细胞T-SOD活力、GSH含量、总抗氧化能力(T-AOC)和MDA含量。5.线粒体膜电位(MMP)测定采用JC-1法测定U251细胞内线粒体膜电位,分别使用荧光显微镜、酶标仪观察检测染毒前后荧光强度的变化,根据各剂量组红绿荧光强度比值,测定其线粒体内膜去极化程度。6.ATP含量的测定U251细胞经UFP s染毒48h后,利用专用检测试剂盒检测细胞内ATP含量。7.细胞凋亡的检测用流式细胞仪Annexin V-FITC/PI双染色法检测不同浓度UFPs作用48h后对U251细胞凋亡水平的影响。结果1. UFPs对U251细胞存活率的影响随着UFPs浓度的增加,细胞存活率逐渐降低。与0μg/m1剂量组比较,各剂量组细胞存活率均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。2. UFPs对U251细胞氧化应激水平的影响UFPs作用于U251细胞48h后,各剂量组氧化应激指标均有改变。与0μg/ml剂量组相比,20μg/ml、40μg/m1剂量组T－AOC含量降低；10μg/ml、20μg/ml、40μg/ml剂量组T-SOD含量降低,MDA含量升高；差异均有统计学意义(P<0.05)。与0μg/ml剂量组相比,各剂量组GSH含量有下降趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。3. UFPs对U251细胞线粒体膜电位的影响UFPs作用于U251细胞48h后,荧光显微镜下观察到线粒体膜电位发生改变。随着UFPs浓度的增加,线粒体膜电位逐渐降低,与0μg/ml剂量组相比,10μg/ml剂量组线粒体膜电位无明显变化；20μg/ml、40μg/m1剂量组线粒体膜电位显著降低(P<0.05)。4. UFPs对U251细胞ATP含量的影响随着UFPs浓度的升高,细胞内ATP含量逐渐降低。与0μg/ml剂U量组比较,仅40μg/m1剂量组具有统计学意义(P<0.05)。5. UFPs对U251细胞凋亡的影响UFPs作用于U251细胞48h后,各剂量组随着UFPs浓度的增加,细胞凋亡率逐渐提高；20μg/ml、40μg/m1剂量组细胞凋亡率与0μg/ml剂量组比较分别增加了1.6%和6.85%,且差异均具有统计学意义(P<0.05)。各剂量组早期细胞凋亡率普遍高于晚期细胞凋亡率,二者均随UFPs浓度的升高而升高；与0μg/m1剂量组比较,20μg/ml、40μg/m1剂量组的早期细胞凋亡率显著升高(P<0.05)；而晚期细胞凋亡率只有40μg/m1剂量组显著升高(P<0.05)。结论1. UFPs可降低U251细胞的存活率,引起细胞内氧化应激水平的升高,线粒体膜电位降低,ATP含量降低,且诱导细胞凋亡率升高。2. UFPs对神经细胞产生毒性作用的机制可能与氧化应激反应增强、线粒体损伤以及细胞凋亡水平升高有关。