甲醛暴露對(duì)神經(jīng)生長因子表達(dá)影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、神經(jīng)生長因子(Nerve Growth Factor，NGF)是Rita Levi-Montaleini在50多年前發(fā)現(xiàn)，由3種不同類型的蛋白質(zhì)亞基組成的復(fù)合物[1]。它與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)營養(yǎng)因子-3(NT-3)及神經(jīng)營養(yǎng)因子-4/5(NT-4/5)同屬于神經(jīng)營養(yǎng)素家族，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的膽堿能神經(jīng)元、周圍神經(jīng)系統(tǒng)的交感和感覺神經(jīng)元生長和分化所必需的，以往對(duì)它的研究限于神經(jīng)系統(tǒng)。近來研究發(fā)現(xiàn)NGF也影響機(jī)體免疫和造血系

2、統(tǒng)，與變態(tài)反應(yīng)性和炎癥性疾病的發(fā)病有關(guān)。NGF能誘導(dǎo)免疫炎性細(xì)胞和氣道結(jié)構(gòu)細(xì)胞的生成、增殖、分化和成熟，介導(dǎo)炎性細(xì)胞向炎性部位募集，并能促使外周神經(jīng)元釋放神經(jīng)肽。特別是許多研究證實(shí)NGF在支氣管哮喘的氣道炎癥反應(yīng)和氣道高反應(yīng)性中起著重要的橋梁作用[2]。 甲醛(formaldehyde，F(xiàn)A)是一種常見的裝修型化學(xué)性室內(nèi)空氣污染物，也是一種內(nèi)源性有機(jī)化合物。它以其來源廣、毒性大、污染水平高、污染時(shí)間長等特點(diǎn)，已成為我國最主要也是

3、污染最嚴(yán)重的室內(nèi)空氣污染物之一。甲醛暴露對(duì)人體健康的影響主要涉及：呼吸道和眼部的刺激作用、致敏作用和免疫毒性、遺傳毒性和癌癥、腫功能損害、神經(jīng)行為改變等諸多方面。許多研究表明，甲醛可導(dǎo)致哮喘的發(fā)生，但其分子機(jī)理還不清楚。我們課題組以前的研究證實(shí)：甲醛暴露能誘導(dǎo)某些基因，如類香草素受體1(VRl)，N-甲基-D-天(門)冬氨酸受體(NMDA)，胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)和S一谷胱甘肽亞硝基硫醇還原酶(GSNOR)的表達(dá)上調(diào)。本研究

4、以NGF基因作為研究對(duì)象，檢測(cè)甲醛染毒后的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中NGF mRNA表達(dá)水平的改變；并建立大鼠哮喘模型，檢測(cè)模型中肺功能變化和肺組織中NGF mRNA表達(dá)水平的改變，以確立甲醛，NGF和哮喘之間的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 1、體外實(shí)驗(yàn)：液態(tài)甲醛誘導(dǎo)小鼠肥大細(xì)胞NGF mRNA表達(dá)水平的改變 為研究甲醛對(duì)培養(yǎng)的小鼠肥大細(xì)胞NGF mRNA水平的改變作用，將肥大細(xì)胞分別暴露于Oμmol/L、5 μmol/L、2

5、5 μmol/L、125 μmol/L四組不同濃度液態(tài)甲醛中，染毒3h，然后采用RT-PCR二步法檢測(cè)細(xì)胞中NGF mRNA水平。結(jié)果表明：甲醛在低濃度(5μmol/L)時(shí)就能誘導(dǎo)NGF mRNA表達(dá)上調(diào)，并且表達(dá)量隨著甲醛濃度升高而升高，但是在高濃度(125μmol/L)時(shí)，NGF mRNA表達(dá)量卻急劇下降。 由于甲醛能同時(shí)致DNA損傷，誘導(dǎo)DNA．蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)(DNA-protein erosslinks，DPC)，影響D

6、NA正常復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，所以本研究同時(shí)以小鼠肥大細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，檢測(cè)對(duì)應(yīng)的甲醛染毒后所誘導(dǎo)的DPC效應(yīng)。結(jié)果顯示：體外實(shí)驗(yàn)中，甲醛在125 μM能顯著誘導(dǎo)小鼠肥大細(xì)胞DPC效應(yīng)(P<0.05)。 2、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：氣態(tài)甲醛誘導(dǎo)小鼠腦和肺組織NGF mRNA表達(dá)水平的改變 為證實(shí)氣態(tài)甲醛對(duì)小鼠腦和肺組織中NGF mRNA水平的改變作用。我們選取3.0 mg/m3濃度的氣態(tài)甲醛對(duì)24只昆明小鼠分別進(jìn)行了24h和72h仿真環(huán)境模型染

7、毒。小鼠隨機(jī)分為4組(n=6)，對(duì)照組在同樣的染毒缸中吸入經(jīng)過濾的新鮮空氣，暴露結(jié)束后立即采用RT-PCR．二步法檢測(cè)腦和肺組織中NGF mRNA水平。結(jié)果顯示：不同組織中NGF mRNA表達(dá)量隨時(shí)間呈現(xiàn)不同的表達(dá)趨勢(shì)。染毒24h后，肺中NGF mRNA表達(dá)量顯著上調(diào)(P<0.01)；但是72h后，其表達(dá)量下降，略低于對(duì)照組(P>0.05)。而在腦組織中，NGF mRNA表達(dá)量隨染毒時(shí)間增加而升高，24h時(shí)，腦中NGF mRNA表達(dá)量略

8、高于對(duì)照組(P>0.05)；但是72h后，其表達(dá)量顯著上調(diào)(P<0.01)。而在相對(duì)應(yīng)的DPC實(shí)驗(yàn)中，不同濃度的甲醛均不能誘導(dǎo)小鼠腦和肺組織中DPC效應(yīng)(P>0.05)。 3、大鼠哮喘模型中肺功能檢測(cè)及肺組織中KGF mRNA 表達(dá)水平的改變 為了進(jìn)一步建立甲醛，NGF和哮喘之間的聯(lián)系，我們將21只Wistar大鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組，1.0 mg/m3甲醛染毒組和3.0mg/m3甲醛染毒組(n=7)，制備了大鼠哮喘模型，

9、應(yīng)用AniRes2005動(dòng)物肺功能分析系統(tǒng)檢測(cè)大鼠肺各項(xiàng)功能指標(biāo)；然后處死大鼠，應(yīng)用RT-PCR二步法檢測(cè)肺組織中NGF mRNA水平。結(jié)果顯示：呼氣阻力(Re)和吸氣阻力(砒)隨著染毒濃度的升高，阻力逐漸增大，肺順應(yīng)性隨著染毒濃度的升高逐漸下降，相對(duì)于空白對(duì)照組均有不同程度的差異性；1.0 mg/me甲醛染毒組中NGF mRNA表達(dá)量相對(duì)于空白對(duì)照組顯著上調(diào)(P<0.01)，3.0 mg/m5 甲醛染毒組中NGF mRNA表達(dá)量急劇下