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纳米氧化硅对肺脏/胸膜淋巴管的增生和重塑作用及其VEGFC/D-VEGFR3-NRP2信号机制研究
结题报告
批准号:
81773373
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
宋玉果
依托单位:
学科分类:
H3002.职业卫生与职业病学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张华、牛颖梅、朱晓莉、修林青、高珍珍
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中文摘要
肺脏淋巴管的增生与重塑参与诸多肺部疾病的发生发展。我们前期研究显示纳米氧化硅肺脏/胸膜损伤和肺脏淋巴管增生与重塑密切相关,并可能通过VEGFC/D-VEGFR3-NRP2信号通路发生作用,但其详细效应与机制仍不清。本研究首先通过体外实验研究纳米氧化硅对淋巴管内皮细胞增殖、迁移、成管、分泌功能影响及VEGFC/D-VEGFR3-NRP2信号通路的效应机制;然后纳米氧化硅大鼠染毒,观察1-4周内肺脏/胸膜淋巴管增生和重塑的时间效应变化、高峰时间、部位特异性;鉴于VEGFC/D-VEGFR3-NRP2通路在淋巴管增生的重要作用,进一步使用含pSecTag-VC转基因大鼠,分别及联合阻断VEGFR3、NRP2,比较肺脏及胸膜淋巴管增生与重塑的效应和机制。该研究对认识肺脏/胸膜淋巴管增生与重塑在纳米氧化硅肺毒性中作用,对认识纳米氧化硅不同于传统二氧化硅的毒性现象与机制及其科学防护与利用具有重要意义。
英文摘要
Growth and remodeling of lymphatic capillaries plays a key role in the development of lung disease. Here, we will probe into the lymphatic mechanisms of lung damage caused by silica nanoparticles, which was found different to micro-silica both in patients and in rats. At first, in vitro study will be performed to detect the effect of silica nanoparticles on the morphology, proliferation, lymphangiogenesis, function of synthesis and endocrine in lymphatic endothelial cells, and the VEGFC/D-VEGFR3-NRP2 signalling. Then in vivo study will be conducted in the pSecTag-VC transgenic rats to research the growth and remodeling of pulmonary lymphatic capillaries by blocking VEGFR3, NRP2 or both. By morphological TEM observation, calculation of pleural effusion in volume, determination and analysis of VEGFC/D, VEGFR3, Prox-1 and LYVE1 in the lung/parietal pleura by methods of immunohistochemistry, western blot and RT-PCR, we will evaluate their different expressions at the levels of protein and mRNA. Also, we will evaluate the growth and remodeling of lymphatic capillaries and the role of VEGFC/D-VEGFR3-NRP2 signaling pathway in this process. This study will provide important information for our understanding the pulmonary toxicity of silica nanoparticles, the mechanisms related to lymphatic capillaries and the VEGFC/D-VEGFR3-NRP2 signaling pathway, which is of great importance for our taking effective measures to prevent the nanotoxicity and to keep the environmental health safety.
纳米材料的安全性是世界关注的重大课题和研究的热点。前期我们研究发现纳米材料暴露工人导致严重肺脏损伤并致大量胸腔积液,并动物染毒工人暴露类似纳米氧化硅复合物可致胸水、肺脏损伤等工人类似的损伤。该研究拟探究纳米氧化硅引起的肺脏/胸膜损伤与其淋巴管增生与重塑、淋巴管系统功能影响密切相关,并可能通过VEGFC/D-VEGFR3 - NRP2信号通路发挥作用。首先我们通过体外细胞实验采用CCK-8法检测淋巴管内皮细胞(HLECs)增殖能力,Transwell迁移小室法和基质胶法检测HLECs迁移和管状结构形成能力,并用ELISA实验检测细胞培养液中血管内皮生长因子-C(VEGF-C)和血管内皮生长因子受体-3(VEGFR3)的表达情况。结果在10-40μg/ml浓度范围内,随着SiNPs浓度的增加和作用时间的延长,HLECs的增殖能力受到抑制,细胞培养液中VEGF-C的表达量逐渐降低,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。不同浓度SiNPs作用后,各组HLECs的迁移能力和管状结构形成能力均增强,细胞培养液中VEGFR-3的表达量逐渐升高,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。显示SiNPs可能通过影响VEGF-C的表达抑制HLECs的增殖,增强VEGFR-3的表达而促进其迁移和管状结构生成。在动物实验部分,我们在单次大剂量染毒的基础上,为更接近现实环境情况,采用低剂量反复多次染毒的方法, 同时予以干预剂,采用超声、大鼠CT等技术,发现反复低剂量纳米氧化硅大鼠染毒可引起人体暴露类似的胸水、心包积液与肺脏损伤,心包积液、胸腔积液与纳米氧化硅的染毒剂量显著相关,剂量越大越易致心包积液及胸腔积液的产生。肺脏损伤呈现充血、肿胀、胶原纤维增生,肺泡间隔增宽和炎细胞浸润,胸膜间皮细胞受刺激增生, 并具有剂量效应关系。同时采用免疫荧光技术、WesternBlot技术等探究纳米氧化硅对VEGFC、VEGFR3、CD45、LYVE1等影响,随着SiNPs染毒,SiNPs依赖剂量效应通过VEGFC-VEGFR3通路引起淋巴管增生/重塑来调节积液形成及重吸收,参与肺脏毒性的修复。该研究对认识肺脏/胸膜淋巴管增生与重塑在纳米氧化硅肺脏毒性中的作用,对认识纳米氧化硅不同于传统二氧化硅的新毒性现象及其科学防控和利用具有重要的意义
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.16241/j.cnki.1001-5914.2019.02.006
发表时间:2019
期刊:环境与健康杂志
影响因子:--
作者:牛颖梅;牛颖梅;童朝晖;童朝晖;常兵;常兵;张林媛;张林媛;乔佩环;乔佩环;朱晓莉;朱晓莉;宋玉果;宋玉果
通讯作者:宋玉果
DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9391.2018.08.020
发表时间:2018
期刊:中华劳动卫生职业病杂志
影响因子:--
作者:宋玉果
通讯作者:宋玉果
A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica
气管内灌注聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅建立大鼠胸腔积液模型
DOI:10.3791/58560
发表时间:2019
期刊:Jove-Journal of Visualized Experiments
影响因子:1.2
作者:Cao Wen;Zhu Xiaoli;Tang Ziren;Song Yuguo
通讯作者:Song Yuguo
DOI:--
发表时间:2019
期刊:中国病案
影响因子:--
作者:宋玉果;杜旭芹
通讯作者:杜旭芹
Broken thermometer in hand: mercury elevation caused by improper debridement
手上温度计破损:清创不当导致水银升高
DOI:10.1080/15563650.2021.1998519
发表时间:2021-11
期刊:clinical toxicology
影响因子:3.3
作者:潘玉洁;宋玉果
通讯作者:宋玉果
聚丙烯酸甲酯/非晶体氧化硅纳米颗粒对大鼠肺脏/胸膜的急性与亚急性影响及其分子机制研究
  • 批准号:
    81172614
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    宋玉果
  • 依托单位:
国内基金
海外基金