不同粒径可吸入颗粒物全身暴露 对老年小鼠认知功能的影响及其机制研究

• 作者: 方侃 胡怀明 姜华军 艾志兵 周圆
• 来源期刊: 海南医学
• 学科: 医学
• 关键词: 阿尔茨海默病 昆明小鼠 可吸入颗粒物 认知功能 氧化应激 炎症反应
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 273-277
• 页数: 5页
• 分类号: R-332
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-6350.2021.03.001

摘要

目的 观察不同粒径可吸入颗粒物(PM)全身暴露对老年小鼠认知功能的影响,并探讨其作用机制.方法 选取雄性16个月龄昆明小鼠100只,按随机数表法分为正常对照组、生理盐水组、粗颗粒物(PM10)染毒组、细颗粒物(PM2.5)染毒组、超细颗粒物(UFPs)染毒组,每组20只.2018年12月至2019年6月在十堰市人民南路32号采集大气PM10、PM2.5、UFPs样本,并制备成PM10、PM2.5、UFPs悬液.采用动态气溶胶染毒暴露系统对PM10染毒组、PM2.5染毒组、UFPs染毒组小鼠实施全身暴露染毒;控制舱PM浓度稳定在(1500±10)μg/m3,每天吸入12 h,连续4周;生理盐水组小鼠雾化吸入生理盐水,正常对照组不做任何处理.染毒结束后,测试各组小鼠行为学的潜伏期(IP)、进入原平台象限次数(ENT)、在原平台象限探查时间(PT),并检测各组小鼠大脑匀浆中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)、核转录因子κB(NF-κB)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、乙酰胆碱(ACh)、胆碱乙酰转移酶(ChAT)及含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(Caspase-3)的表达水平.结果 ①与正常对照组小鼠行为学IP、ENT、PT比较,生理盐水组、PM10染毒组小鼠的IP、ENT、PT变化不明显,差异均无统计学意义(P>0.05),但PM2.5染毒组小鼠的IP明显延长、ENT明显减少、PT明显缩短,差异均有统计学意义(P<0.05);而UFPs染毒组染毒组IP、ENT、PT变化更明显,差异均有显著统计学意义(P<0.01).②与正常对照组小鼠大脑匀浆TNF-α、IL-6、IL-1β、NF-κB表达水平比较,生理盐水组、PM10染毒组小鼠的TNF-α、IL-6、IL-1β、NF-κB水平变化不明显,差异均无统计学意义(P>0.05),但PM2.5染毒组小鼠的TNF-α、IL-6、IL-1β、NF-κB水平明显升高,差异均有统计学意义(P<0.05);而UFPs染毒组小鼠的TNF-α、IL-6、IL-1β、NF-κB表达水平升高更明显,差异均有显著统计学意义(P<0.01).③与正常对照组小鼠的大脑匀浆SOD、GSH-Px及MDA表达水平比较,生理盐水组、PM10染毒组小鼠的SOD、GSH-Px活性及MDA含量变化不明显,差异均无统计学意义(P>0.05),但PM2.5染毒组小鼠的SOD、GSH-Px水平明显降低、MDA水平明显提高,差异均有统计学意义(P<0.05),而UFPs染毒组小鼠的SOD、GSH-Px活性及MDA含量变化更明显,差异均有显著统计学意义(P<0.01).④与正常对照组小鼠的大脑匀浆Ach、ChAT及Caspase-3表达水平比较,生理盐水组、PM10染毒组小鼠的Ach含量、ChAT、Caspase-3活性变化不明显,差异均无统计学意义(P>0.05),但PM2.5染毒组小鼠的Ach、ChAT水平明显降低,Caspase-3水平明显提高,差异均有统计学意义(P<0.05),而UFPs染毒组小鼠的Ach含量、ChAT、Caspase-3活性变化更明显,差异均有显著统计学意义(P<0.01).结论 PM2.5、UFPs全身暴露可以引起老年小鼠认知功能障碍;其机制可能与PM2.5、UFPs诱发炎症反应、氧化应激及细胞凋亡等有关;UFPs的神经毒性和生物学效应比PM2.5更强.