Inhalation of Contaminated Mine Waste Dusts as a Route for Systemic Metal Toxicity

吸入受污染的矿山废弃粉尘是导致全身金属中毒的途径

基本信息

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): Cardiovascular and metabolic diseases are on the rise nationally and a growing body of evidence highlights a role for environmental contaminants as adjunctive cardiovascular disease (CVD) factors. In New Mexico and the Navajo Nation, many abandoned and unremediated mining regions exist and continue to contaminate the land, water, and air. Inhalation of metal-rich particulate matter (PM) from mining waste may pose an unrecognized risk for cardiovascular and pulmonary disease in affected communities. A strong link exists between metals in airborne PM and adverse cardiovascular and pulmonary outcomes, especially chronic inflammatory vascular disease. However, much of the toxicology has focused on soluble forms of metal, which are more relevant to the burning of residual oil in the shipping industry. There are numerous sites in the Southwest US where mining waste has led to severe soil contamination of metals mixtures, leading to high levels of uranium (U), copper (Cu), vanadium (V), nickel (Ni), and arsenic (As), among others. We will assess direct and indirect atherogenic impacts of inhaled particulate matter obtained from communities with a history of mixed metals contamination. The working model relates to complex interactions in the lung that lead to secondary circulatory products that induce vascular endothelial inflammatory responses. Immunomodulatory receptors, such as CD36, TLR4, and the lechtin-like receptor for oxidized low-density lipoprotein (LOX-1) mediate vascular responses to other solid and gaseous components of air pollution. The impact of metals in driving vascular innate immune responses is poorly understood. We hypothesize that pulmonary exposures to metal-rich PM from mine waste-contaminated tribal regions will generate circulating factors such as oxidized LDL, which in turn activate inflammatory response and dysfunction in endothelial cells, dependent on immunomodulatory receptors. The following Aims will address this hypothesis in a mechanistic and translational manner. In the first Aim, we will compare the potency of inhaled dust samples from mining regions in terms of driving systemic vascular toxicity and serum inflammatory potential. In the second Aim, we will examine the role of oxLDL and immunomodulatory receptors in driving endothelial activation and dysfunction stemming from exposure to metal-rich PM. We will selectively antagonize the oxLDL/LOX-1 pathway in vivo and in vitro to assess outcomes of endothelial dysfunction and vascular inflammation. Lastly, in the third Aim we will model downwind exposures in a Navajo cohort to examine associations with circulating markers of endothelial injury and serum inflammatory potential. We will model windblown dust exposures and link to outcomes of inflammatory / endothelial injury markers (oxLDL, soluble ICAM and VCAM, endothelin-1) and serum bioactivity from a cohort of 252 members of the Navajo Nation. Characterization of health impacts of repairable PM from contaminated sites will provide important information related to hazard identification and biological plausibility to support prioritization of risk management and remediation strategies.
 描述(由适用提供):心血管疾病和代谢疾病在全国范围内正在上升,越来越多的证据突出了作为辅助性心血管疾病(CVD)因素的环境污染物的作用。在新墨西哥州和纳瓦霍国,许多被遗弃和未造成的采矿地区存在,并继续污染土地,水和空气。在受影响的社区中,对富含金属的颗粒物(PM)吸入富含金属的颗粒物(PM)可能会对心血管和肺部疾病构成不可识别的风险。机载PM中的金属与心血管和肺部不良结局(尤其是慢性炎症性疾病)之间存在牢固的联系。但是,许多毒理学都集中在固体形式上,这些金属与运输行业中残留油的燃烧更相关。西南部有许多地点,采矿废物导致金属混合物的严重污染,导致高水平的铀(U),铜(CU),钒(V),镍(NI)和砷(AS)等。我们将评估从具有混合金属污染史的社区获得的合并特定物质的直接和间接动脉粥样硬化影响。该工作模型涉及肺部复杂的相互作用,导致造成血管内皮炎症反应的次级循环产物。用于氧化的低密度脂蛋白(LOX-1)培养基对空气污染的其他固体和气态成分的氧化的低密度脂蛋白(LOX-1)培养基反应的免疫调节受体,例如CD36,TLR4和Lechtin样受体。金属在驱动血管先天免疫调查的影响方面的影响很少。我们假设从矿物质废物污染的部落区域向金属丰富的PM暴露于金属富的PM将产生循环因子,例如氧化的LDL,这又激活了内皮细胞中炎症反应和功能障碍,取决于免疫调节受体。以下目的将以机械和翻译的方式解决这一假设。在第一个目标中,我们将在驱动系统性血管毒性和血清炎症潜力方面比较采矿区的遗传粉尘样品的效力。在第二个目标中,我们将研究OXLDL和免疫调节受体在驱动内皮激活和功能障碍的作用,导致暴露于金属富含金属的PM。我们将在体内和体外有选择地拮抗OXLDL/LOX-1途径,以评估内皮功能障碍和血管感染的结果。最后,在第三个目标中,我们将在纳瓦霍人队列中对顺风暴露进行建模,以检查与内皮损伤和血清炎症潜力的循环标记的关联。我们将建模Windblond粉尘暴露,并与炎症 /内皮损伤标记(OXLDL,Solid ICAM和VCAM,Endophelin-1)以及来自Navaajo Nation的252名成员组成的血清生物活性的结局。从受污染地点对可修复PM的健康影响的表征将提供与危害识别和生物学合理性有关的重要信息,以支持风险管理和补救策略的优先级。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Matthew J Campen其他文献

Bioaccumulation of Microplastics in Decedent Human Brains Assessed by Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometry
通过热解气相色谱-质谱法评估死者大脑中微塑料的生物累积
  • DOI:
    10.21203/rs.3.rs-4345687/v1
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Matthew J Campen;Alex Nihart;Marcus A Garcia;Rui Liu;Marian Olewine;Eliseo F Castillo;Barry Bleske;Justin Scott;Tamara Howard;Jorge Gonzalez;Natalie Adolphi;Daniel F Gallego;E. Hayek
  • 通讯作者:
    E. Hayek

Matthew J Campen的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Matthew J Campen', 18)}}的其他基金

Acceleration of Circulatory and Neurological Aging due to Wildfire Exposures
野火暴露导致循环系统和神经系统老化加速
  • 批准号:
    10544543
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
13th International Particle Toxicology Meeting
第13届国际粒子毒理学会议
  • 批准号:
    10540585
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Acceleration of Circulatory and Neurological Aging due to Wildfire Exposures
野火暴露导致循环系统和神经系统老化加速
  • 批准号:
    10363056
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    10408027
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
University of New Mexico Center for Metals in Biology and Medicine
新墨西哥大学生物和医学金属中心
  • 批准号:
    10629336
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
SARS-CoV-2 Genomic Surveillance and Epidemiology in New Mexico
新墨西哥州 SARS-CoV-2 基因组监测和流行病学
  • 批准号:
    10381051
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
University of New Mexico Center for Metals in Biology and Medicine
新墨西哥大学生物和医学金属中心
  • 批准号:
    10408025
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
SARS-CoV-2 Genomic Surveillance and Epidemiology in New Mexico
新墨西哥州 SARS-CoV-2 基因组监测和流行病学
  • 批准号:
    10594348
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
University of New Mexico Center for Metals in Biology and Medicine
新墨西哥大学生物和医学金属中心
  • 批准号:
    10202647
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
New Mexico Center for Metals in Biology and Medicine - Equipment Supplement
新墨西哥生物和医学金属中心 - 设备补充
  • 批准号:
    10395875
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:

相似国自然基金

聚合物纤维膜的声至内源摩擦自充电效应及对空气过滤性能的影响
  • 批准号:
    52373103
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
空气污染与栖息地变化对生物多样性的影响:基于生态学大数据的经济研究
  • 批准号:
    72303006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
中国PM2.5城郊差异时空演变及其影响机制研究
  • 批准号:
    42301093
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
农村固体燃料排放影响室内空气质量的过程和时空特征
  • 批准号:
    42371077
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
空气颗粒物通过调控白血病抑制因子参与影响IgA肾病进展的作用与机制研究
  • 批准号:
    82370711
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Early life exposure to metal mixtures: impacts on asthma and lungdevelopment
生命早期接触金属混合物:对哮喘和肺部发育的影响
  • 批准号:
    10678307
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Rapid measurement of novel harm reduction housing on HIV risk, treatment uptake, drug use and supply
快速测量新型减害住房对艾滋病毒风险、治疗接受情况、毒品使用和供应的影响
  • 批准号:
    10701309
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Role of serotonin brain circuit in the developmental emergence ofinnate fear
血清素脑回路在先天恐惧的发展中的作用
  • 批准号:
    10664638
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Learning and Living with Wildfire Smoke: Creating Clean Air Environments in Schools through Youth Participatory Action Research
与野火烟雾一起学习和生活:通过青年参与行动研究在学校创造清洁的空气环境
  • 批准号:
    10662674
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
Early Life Determinants of Child Health: A New Denver-Based Cohort
儿童健康的早期决定因素:丹佛的一个新队列
  • 批准号:
    10745631
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 47.07万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了