【摘 要】
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[目的]呼吸系统是吸入性细颗粒物(PM2.5)的首要靶器官,气道上皮细胞具有免疫调节功能,是人体防御吸入性颗粒物的第一道屏障.本研究通过结合代谢组学及转录组学分析,探讨P
【机 构】
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东南大学公共卫生学院教育部环境医学工程重点实验室,南京210009
【出 处】
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中国毒理学会第七次全国毒理学大会暨第八届湖北科技论坛
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[目的]呼吸系统是吸入性细颗粒物(PM2.5)的首要靶器官,气道上皮细胞具有免疫调节功能,是人体防御吸入性颗粒物的第一道屏障.本研究通过结合代谢组学及转录组学分析,探讨PM2.5对人气道上皮细胞(HBE)的毒性作用机制及潜在的保护因子.[材料和方法]100 μg/mLPM2.5处理HBE细胞24h后,分别提取总RNA,采用human LncRNA array芯片进行差异表达基因分析,GC-TOF/MS技术对细胞差异代谢产物进行分析；GO及KEGG分析发现差异表达基因的功能性富集；随后通过qRT-PCR技术对差异表达基因进行细胞学验证,Annexin-V-PI染色分析PM2.5处理HBE细胞导致的细胞凋亡.JC-1染色测定线粒体膜电位改变,DCFH-DA探针测定细胞内活性氧簇(ROS)水平,TBA法测定脂质过氧化产物MDA水平.将左旋乙酰肉碱(ALCAR)与PM2.5同时处理HBE细胞,观察其对线粒体功能和细胞凋亡的保护作用.[结果]100μg/mLPM2.5处理HBE细胞引起42个基因表达上调,21个基因表达下调,GO及KEGG分析发现下调基因主要影响HBE细胞线粒体功能及线粒体内氧化磷酸化过程.细胞内NDUFBl,NDUFB2,NDUFC1,UQCR10及ATP5E主要参与氧化磷酸化过程,且表达水平较对照显著下调.细胞学实验表明PM2.5处理HBE细胞引起线粒体膜电位下降,ROS及MDA水平升高,细胞凋亡率为15.75±2.01％,较对照显著升高.代谢组学分析发现细胞裂解产物中,左旋乙酰肉碱较对照显著下降(p=0.002076).0.3mg/mL左旋乙酰肉碱与PM2.5同时处理HBE细胞,能够减轻线粒体功能损伤、脂质过氧化水平及细胞凋亡水平.[结论]PM2.5主要通过引起HBE细胞线粒体功能损伤、氧化应激损伤导致细胞凋亡的发生.左旋乙酰肉碱通过发挥其抗氧化作用,表现出一定的保护作用,具有潜在的应用价值.
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