《大氣顆粒物對心血管系統的生物學作用及機制研究》是依託中國科學院大學，由張芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大氣顆粒物對心血管系統的生物學作用及機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張芳
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大量流行病學調查已經證明，大氣顆粒物的增加與人體呼吸系統、心血管系統等疾病的發生關係密切。我們前期研究發現，不同季節的顆粒物因其化學組成及化學種態不同而呈現不同的呼吸毒性，其中可溶性的過渡金屬元素及其誘導的氧化應激作用在顆粒物對呼吸系統的毒性中發揮了重要作用。然而人們對於顆粒物誘發心血管系統疾病的作用機制還不清楚。同步輻射X射線吸收譜及中子活化技術因其對樣品損傷小，樣品處理簡單，靈敏度高等特點在環境科學與生物學中的套用越來越廣泛。本項目擬結合生物化學與分子生物學、環境毒理學與核技術等方法，利用動物模型研究大氣顆粒物對高脂大鼠心血管系統的影響，探討顆粒物暴露對動脈粥樣硬化發生的病理學機制；通過體外實驗進一步揭示顆粒物組成及化學種態的變化對顆粒物誘發心血管疾病的影響，以及顆粒物引發動脈粥樣硬化的生物學機制。
結題摘要
近年來，大氣顆粒物污染已成為我國公眾最為關注的一個環境問題，尤其我國華北、華東和華中地區細顆粒物污染十分嚴重。大量流行病學調查研究表明，可吸入顆粒物的增加不僅對呼吸系統產生威脅，而且會對心血管系統造成影響，長期處於高濃度的可吸入顆粒物環境中會加快動脈粥樣硬化斑塊的形成，但是大氣細顆粒物導致心血管疾病發生的具體機制還不清楚。因此，本項目通過採集不同季節不同粒徑的大氣顆粒物，對顆粒物的形貌，粒徑，化學組成和含量等理化性質進行表征，利用高脂飼料餵養的實驗大鼠，結合細胞生物學、分子生物學等實驗技術研究了大氣顆粒物對心血管系統的生物學作用，明確了不同粒徑、不同季節顆粒物的毒性大小及其與元素組成之間的關係，闡明了顆粒物誘發動脈粥樣硬化等心血管疾病的發病機制。本項目主要取得了以下研究成果： 1.得到了北京市大氣中不同季節不同粒徑顆粒物的理化性質特徵。北京市不同季節PM2.5中春季以過渡金屬元素為主，夏季以SO42-離子為主，秋冬季以有機物和NO3-離子為主。在不同粒徑的顆粒物中，Al、Ca、Fe、Mg、Na等元素主要分布在PM2.5-10中，Cu、Pb、Zn與水溶性無機離子主要富集在PM1.0上。而OC/EC比值顯示北京城市顆粒物主要來源於柴油和汽油車尾氣排放。 2.明確了化學組成與顆粒物毒性之間的關係。將顆粒物的組成及細胞實驗結果統計分析後發現，顆粒物中的過渡金屬元素與SO42-離子是誘導細胞內ROS升高的主要因素。 3.闡明了大氣顆粒物誘發動脈粥樣硬化的分子機制。在高脂飼料餵養的大鼠暴露PM2.5三個月後，觀察到血管內皮增厚，出現粥樣斑塊和泡沫樣巨噬細胞的聚集。利用血管內皮細胞EA.hy926暴露PM2.5後，發現PM2.5可以通過誘導細胞內ROS水平升高，激活ERK/AKT信號通路，調控NF-κB核轉錄因子入核，介導粘附因子與趨化因子的表達，從而招募血液中的單核細胞，啟動動脈粥樣硬化的發生與發展。
