典型室內(nèi)空氣復(fù)合污染物對(duì)多靶器官毒性評(píng)價(jià)研究.pdf

1、由于多種復(fù)合型建筑和裝飾材料以及日常有機(jī)生活用品的使用，使得室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)為主的化學(xué)性污染越來越嚴(yán)重，而目前針對(duì)室內(nèi)空氣污染的健康評(píng)價(jià)，主要采用室內(nèi)空氣污染物的濃度、居住人員的健康問卷調(diào)查及單一污染物的毒性研究，缺乏能夠反映復(fù)合污染健康風(fēng)險(xiǎn)的綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)。本項(xiàng)目通過建立典型室內(nèi)空氣污染物的復(fù)合暴露染毒小鼠的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，研究吸入室內(nèi)空氣典型污染物致小鼠的呼吸系統(tǒng)毒性、免疫毒性、遺傳毒性及其分子機(jī)理，為人群健康檢測(cè)提供靈敏

2、的效應(yīng)生物標(biāo)志物，同時(shí)也為修訂和完善室內(nèi)空氣污染相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容包括:
　　(1)建立室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物短期復(fù)合染毒模型（甲醛+苯+甲苯+二甲苯），設(shè)置對(duì)照組和4個(gè)不同劑量復(fù)合VOCs暴露組，依次是室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度的10、30、50、100倍。對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)10天，每天2小時(shí)的呼吸暴露染毒，研究VOCs對(duì)小鼠的氧化應(yīng)激、免疫、呼吸和血清生化毒性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，VOCs暴露對(duì)小鼠的肺和肝臟產(chǎn)生了氧化損傷、引起了脾的

3、T細(xì)胞免疫功能異常、影響了肺灌洗液(BALF)中白細(xì)胞介素-6(IL-6)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-3(NT-3)、P物質(zhì)水平和炎癥細(xì)胞數(shù)量，并且也對(duì)血清生化和血常規(guī)方面產(chǎn)生了影響。小鼠肝、肺臟中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)水平、脾細(xì)胞CD4+CD3+(％)、CD4+CD3+/CD8+CD3+的比率與VOCs濃度之間存在劑量-效應(yīng)的正相關(guān)關(guān)系，肝臟組織的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、肺臟組織的谷胱甘肽(GSH)、脾細(xì)胞CD8+CD3+

4、(％)比率與VOCs濃度之間存在劑量-效應(yīng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)果提示:小鼠肝和肺臟中ROS水平、肝臟組織的GSH-Px、脾細(xì)胞的淋巴細(xì)胞亞群比率可作為復(fù)合VOCs短期暴露的敏感效應(yīng)生物學(xué)標(biāo)志物;復(fù)合VOCs短期暴露氣道炎癥機(jī)制主要可能是通過NO信號(hào)路徑和ROS來誘導(dǎo)的，同時(shí)NT-3可以介導(dǎo)保護(hù)機(jī)制來抑制這種炎癥。
　　(2)利用miRNA芯片技術(shù)來獲得VOCs復(fù)合暴露引起的肺組織的高通量生物信息變化，分析比較了miRNA差異表達(dá)，探討

5、特異性生物標(biāo)志物，并對(duì)差異表達(dá)的miRNA預(yù)測(cè)靶基因，進(jìn)行其生物學(xué)功能和影響路徑(Pathway)分析，同時(shí)用ELISA來檢測(cè)BALF中白細(xì)胞介素-8(IL-8)的含量。實(shí)驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組和3個(gè)不同劑量的復(fù)合VOCs（甲醛+苯+甲苯+二甲苯）暴露組，依次是室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度的30、50、100倍，對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)10天，每天2小時(shí)的呼吸暴露染毒。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，染毒組1，2，3分別有96、68、18個(gè)miRNA上調(diào)表達(dá)，有662、5

6、92、11個(gè)miRNA下調(diào)表達(dá)。在表達(dá)差異的miRNA中，染毒組1，2，3同時(shí)上調(diào)表達(dá)的miRNA有6個(gè)，均下調(diào)表達(dá)的只有1個(gè);有1個(gè)miRNA在染毒組1，2上調(diào)表達(dá)，在染毒組3下調(diào)表達(dá)。另外，IL-8在暴露組也顯著升高。結(jié)果提示:可以優(yōu)先考慮mmu-miR-5105作為小鼠肺臟VOCs復(fù)合暴露的敏感miRNA分子標(biāo)志物;mmu-miR-494、mmu-miR-744、mmu-miR-335-5p和VOCs濃度間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系;通過計(jì)算

7、機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析預(yù)測(cè)miRNA靶基因發(fā)現(xiàn)，VOCs復(fù)合暴露可能潛在導(dǎo)致癌癥和氣道炎癥的發(fā)生，IL-8的ELISA檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了VOCs復(fù)合暴露引起了氣道炎癥。
　　(3)建立長(zhǎng)期暴露、較低濃度室內(nèi)VOCs復(fù)合染毒模型（甲醛+苯+甲苯+二甲苯），設(shè)置對(duì)照組和4個(gè)不同劑量復(fù)合VOCs暴露組，依次是室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度的1/2、1、5、10倍。對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)90天，每天2小時(shí)的呼吸暴露染毒，觀察亞慢性的VOCs復(fù)合暴露對(duì)小鼠的氧化應(yīng)激、免疫、

8、呼吸、遺傳和血清生化毒性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合VOCs的亞慢性暴露對(duì)小鼠肺產(chǎn)生了氧化應(yīng)激作用、導(dǎo)致了Th1和Th2細(xì)胞因子的紊亂，提高了BALF中嗜酸粒細(xì)胞趨化因子(Eotaxin)和神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)水平以及炎癥細(xì)胞數(shù)量，激發(fā)了血清IgE抗體的產(chǎn)生，抑制了脾細(xì)胞CD8+T細(xì)胞亞群比例，對(duì)肝細(xì)胞產(chǎn)生了遺傳毒性，影響了血清和全血部分指標(biāo)。小鼠肺臟組織總抗氧化能力(T-AOC)、GSH-Px與VOCs濃度之間存在劑量-效應(yīng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系;小鼠脾

9、細(xì)胞CD4+CD3+/CD8+CD3+的比率、BALF的白介素-4(IL-4)水平、彗星實(shí)驗(yàn)的肝臟細(xì)胞DNA損傷的標(biāo)志物尾距(TM)以及DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)的標(biāo)志物TM與復(fù)合VOCs濃度之間存在劑量-效應(yīng)的正相關(guān)關(guān)系。結(jié)果提示:小鼠肺臟組織T-AOC、脾細(xì)胞CD4+CD3+/CD8+CD3+的比率、BALF的IL-4水平、彗星實(shí)驗(yàn)肝臟細(xì)胞DNA損傷標(biāo)志物TM以及DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)標(biāo)志物TM可作為較低濃度復(fù)合VOCs亞慢性暴露的敏感效應(yīng)生物

10、學(xué)標(biāo)志物;VOCs亞慢性暴露肺部炎癥的部分機(jī)制可能是由于ROS和來自于被激活的炎癥細(xì)胞釋放的炎癥因子來介導(dǎo)的。
　　(4)建立顆粒物+金黃色葡萄球菌+VOCs（甲醛+苯+甲苯+二甲苯）短期暴露復(fù)合染毒模型，設(shè)置對(duì)照組和6個(gè)染毒組，依次為顆粒物組、金黃色葡萄球菌組、顆粒物+金黃色葡萄球菌組、顆粒物+金黃色葡萄球菌+VOCs(10倍室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))組、顆粒物+金黃色葡萄球菌+VOCs(50倍室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))組、顆粒物+金黃色葡萄球

11、菌+VOCs(100倍室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))組，對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)10天，每天2小時(shí)的呼吸暴露染毒，觀察VOCs+顆粒物+金黃色葡萄球菌的復(fù)合暴露對(duì)小鼠的氧化應(yīng)激、炎癥因子及8羥基鳥嘌呤(8-OHdG)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三種物質(zhì)的復(fù)合暴露影響了小鼠的正常生長(zhǎng)發(fā)育、對(duì)小鼠肺產(chǎn)生了氧化性損傷;肺組織勻漿中MDA、T-AOC、NO以及GSH/GSSG比率在復(fù)合暴露下表現(xiàn)較敏感，其中T-AOC與復(fù)合VOCs濃度之間存在一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系;三種物質(zhì)的復(fù)