吸入炭黑气溶胶对小鼠肺组织氧化和抗氧化系统的影响

作者：孟涛^*; 宋佳阳; 杨墨; 尉杰忠; 段化伟

来源：中国药理学与毒理学杂志, 2020, 34(05): 368-375.

• 炭黑
• 气溶胶
• 吸入染毒
• NF-E2相关因子
• 抗氧化通路
• 氧化应激
• 呼吸系统

目的探讨反复吸入炭黑气溶胶对小鼠肺组织氧化应激水平和抗氧化因子核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)及其调控的抗氧化酶水平的影响,分析持续暴露后肺组织氧化应激和氧化防御的关系。方法C57BL/6小鼠置于动式全身吸入柜中,每天6 h吸入炭黑气溶胶15.06和29.61 mg·m-3连续14 d。末次染毒后,光镜和电镜下观察肺组织病理结构的变化;ELISA法测定肺组织超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)水平;化学荧光法检测肺组织单细胞内活性氧(ROS)水平;荧光定量PCR和Western印迹法检测肺组织Nrf2及抗氧化酶亚铁血红素加氧酶1(HO-1)、NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO-1)和谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)mRNA和蛋白表达水平。结果炭黑气溶胶15.06和29.61 mg·m-3组小鼠肺组织细胞出现炭黑颗粒沉积、毛细血管充血、炎细胞浸润、肺泡和支气管上皮损伤及肺间隔增宽等改变,且肺损伤评分分别为正常对照组的2.96和4.02倍(P<0.01)。与正常对照组相比,炭黑气溶胶15.06和29.61 mg·m-3组肺组织SOD,GSH-Px和CAT活性明显下降,细胞内ROS和肺组织MDA水平明显升高(P<0.05);肺组织抗氧化酶HO-1,NQO-1和GCLC mRNA表达显著上调(P<0.05),Nrf2 mRNA表达无显著差异;Nrf2蛋白总体水平未见显著变化,但胞质Nrf2蛋白水平显著下调而胞核Nrf2蛋白水平显著上调(P<0.05);HO-1,NQO-1和GCLC蛋白水平均显著上调(P<0.05)。相关分析显示,HO-1,NQO-1和GCLC mRNA水平与细胞内ROS水平呈正相关,相关系数分别为0.785,0.699和0.720(P<0.01)。结论持续吸入炭黑气溶胶可造成小鼠肺组织细胞内炭黑颗粒的沉积,诱导肺组织的氧化应激,并促使Nrf2从胞质转位到胞核,上调抗氧化酶HO-1,NQO-1和GCLC的表达。

• 单位
  中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所; 山西大同大学