PM2.5实时暴露诱导的小鼠心肌肥厚和纤维化的作用机制研究

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目的:建立PM2.5实时暴露的小鼠模型,探讨PM2.5对小鼠心功能的影响及其可能的机制. 方法:48只健康雄性C57BL/6J小鼠,随机分为3组:洁净空气组(FA),大气组(UA)和浓缩PM2.5组(CA),分别吸入过滤空气,未过滤空气和浓缩的PM2.5,每天6小时,每周7天,其余时间吸入洁净空气,分别暴露8周和16周.使用空气动力学粒径谱仪和气溶胶颗粒物检测仪分别监测各组暴露腔内颗粒物的粒径分布以及PM2.5的实时浓度,同时监测各暴露腔内的温湿度;采用超声心动图及心电图对小鼠心脏结构及功能进行评价;HE染色,WGA染色以及Masson染色观察心脏的病理变化,形态结构以及纤维化情况;免疫荧光检测巨噬细胞标记F4/80以及纤维化特异蛋白α-SMA的表达量;qRT-PCR检测小鼠心脏肥大标记AnfmRNA,BnpmRNA,β-mhcmRNA的表达,纤维化标记Col1αmRNA,Col3αmRNA以及巨噬细胞标记F4/80mRNA,促炎细胞因子Mcp-1mRNA,Ifn-γmRNA的表达;Westernblot检测心脏组织中PI3K/Akt/FoxO信号通路以及炎症相关蛋白(TNF-α,IL-1β,IL-6,IL-8)的表达. 结果: 1.暴露腔内温湿度,颗粒物的粒径分布及PM2.5的浓度变化 暴露期间,不同暴露腔内的平均温度分别为22.89±1.11℃,21.65±1.03℃和22.24±1.98℃,平均湿度分别为45.96±9.71%RH,46.02±8.82%RH和47.24±8.52%RH.FA组未检测到颗粒物的存在,UA组暴露腔内有90.46%的颗粒物空气动力学直径小于2.5μm,CA组有99.48%的颗粒物空气动力学直径小于2.5μm.暴露8周,FA组,UA组和CA组暴露腔内的PM2.5平均浓度分别为0,94.84和900.21μg/m3.暴露16周,FA组,UA组和CA组暴露腔内PM2.5平均浓度值分别为0,86.78和671.87μg/m3. 2.PM2.5暴露对小鼠心功能的影响 超声心电图结果显示,PM2.5暴露16周后,小鼠的心脏射血分数(EF)及缩短分数(FS)分别呈剂量依赖性降低(P