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氧化应激因子FOXO在大气细颗粒物致肺遗传损伤中的作用及机制
结题报告
批准号:
91643108
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
90.0 万元
负责人:
张荣
依托单位:
学科分类:
H3007.卫生毒理
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛玉杰、宋波、石磊、沈亚欣、谢赫然、周丽晓、杨聚岭、褚晨
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中文摘要
大气污染是我国面临的重要社会问题,特别是在京津冀地区尤为严重。阐明大气污染对健康的作用机制是制定有针对性的防治策略和研发有效防治手段的关键。IARC的研究报告将大气细颗粒物确定为人类I类致癌物,但其作用机制仍为阐明。本项目采集污染典型地区北京市和石家庄市大气细颗粒物(PM2.5)样品,对其组分进行分析,同时建立动式吸入染毒的小鼠模型、气-液染毒细胞模型,以课题组前期发现的颗粒物诱导的损伤与氧化应激因子FOXO信号有关的研究结果为切入点,采用基因克隆、ChIP、流式细胞分选等技术,探讨大气细颗粒物致DNA损伤、基因突变等遗传毒性,寻找大气细颗粒物在致呼吸系统疾病和遗传损伤终点出现之前的早期健康效应指标,阐明FOXO介导的信号途径在大气细颗粒物遗传毒性中的作用机制。
英文摘要
Atmospheric pollution is a serious social problem in China, particularly in the Beijing-Tianjin-Hebei Region. Clarification of the health impact of key air pollutants and the underlying mechanisms is essential for policy-making and development of specific intervention strategies. In the evaluation report of IARC, atmospheric particles are carcinogenic to humans (group 1). However, the carcinogenic mechanism is not known very clearly. In the present project, the airborne fine particulate matter (PM 2.5) samples will be collected from Beijing and Shijiazhuang city and detected the ingredients, respectively. At meantime, the mouse and cell line will be used to establish the PM2.5 exposure models. In our previous study, we found the mechanism of damages induced by particles was regulated by FOXO. Based on these results, the cell colony and flow cytometry sorting were used to evaluate the ability of cell transformation and gene mutation. The gene recombination、kinase activity analysis、ChIP、qRT-PCR, Western blot was used to test the genotoxicity and the mechanism through FOXO signal induced by PM2.5. The present project will look for the sensitive biomarkers and early health effect indexes induced by PM2.5 particles before the advent of respiratory diseases and genetic damages end point by combination of field and laboratory research. The regulation of FOXO will be studied to explore the mechanism of genotoxicity induced by PM2.5.
大气污染是我国面临的重要社会问题,特别是在京津冀地区尤为严重。阐明大气污染对健康的作用机制是制定有针对性的防治策略和研发有效防治手段的关键。IARC的研究报告将大气细颗粒物确定为人类I类致癌物,但其作用机制仍为阐明。本项目采集污染典型地区石家庄市大气细颗粒物(PM2.5)样品,对采集的颗粒物的物理化学特性进行了表征,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察大气细颗粒物呈不规则形状,分散性较好,粒径在50-100nm之间,其聚集态500-600nm。对其组分进行分析,结果表明组分呈现季节分布差异。建立动式吸入染毒的小鼠模型、细胞染毒模型,探讨大气细颗粒的毒性效应及可能机制。结果表明,大气细颗粒物可引起系统炎症和肺部炎症,可引起小鼠抑郁样表现,心脏肥大和纤维化,增加动脉粥样硬化的发病风险,引起雄性小鼠生殖能力下降,体外受精成功率下降。其毒性作用机制与大气细颗粒物诱导的氧化应激、炎症反应有关:(1)PP2A介导的炎性小体信号通路在PM2.5诱导的肺组织纤维化中发挥作用;(2)PM2.5诱导小鼠血清中与肺癌通路发生有关的miRNAs失调;(3)PM2.5诱导的小鼠肺组织发生上皮间质转化;(4)PI3K/AKT/FoxO信号通路在PM2.5诱导心肌肥厚中发挥作用;(5)巨噬细胞活化后炎症因子浸润在PM2.5暴露致小鼠心肌纤维化中发挥作用;(6)Nrf2介导的NLRP3小体激活在PM2.5致抑郁中发挥重要作用;(7)PM2.5暴露对睾丸组织NALP3炎症小体及miR-183/96/182靶向FOXO1通路的影响。.该项目为寻找大气细颗粒物在致人群呼吸系统、心血管系统、神经系统、生殖系统疾病的早期健康效应指标,发现大气细颗粒物致肺及肺外组织损伤中的作用机制,为制定相应的环境卫生标准提供科学依据,为预防大气颗粒物引起的疾病寻找治疗靶点。
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
Pulmonary toxicities from a 90-day chronic inhalation study with carbon black nanoparticles in rats related to the systemical immune effects
一项对大鼠进行的 90 天慢性吸入炭黑纳米粒子研究显示的肺部毒性与系统免疫效应有关。
DOI:10.2147/ijn.s198376
发表时间:2019-01-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE
影响因子:8
作者:Chu, Chen;Zhou, Lixiao;Zhang, Rong
通讯作者:Zhang, Rong
Ambient PM2.5 caused cardiac dysfunction through FoxO1-targeted cardiac hypertrophy and macrophage-activated fibrosis in mice
环境 PM2.5 通过 FoxO1 靶向的小鼠心脏肥大和巨噬细胞激活的纤维化导致心脏功能障碍
DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.125881
发表时间:2020-05-01
期刊:CHEMOSPHERE
影响因子:8.8
作者:Su, Xuan;Tian, Junzhi;Zhang, Rong
通讯作者:Zhang, Rong
Carbon black nanoparticles induce pulmonary fibrosis through NLRP3 inflammasome pathway modulated by miR-96 targeted FOXO3a
炭黑纳米颗粒通过 miR-96 靶向 FOXO3a 调节的 NLRP3 炎症小体途径诱导肺纤维化
DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.125075
发表时间:2020
期刊:Chemosphere
影响因子:8.8
作者:Lixiao Zhou;Peiyuan Li;Mengyue Zhang;Bin Han;Chen Chu;Xuan Su;Binghua Li;Hui Kang;Jie Ning;Boyuan Zhang;Shitao Ma;Dong Su;Yaxian Pang;Yujie Niu;Rong Zhang
通讯作者:Rong Zhang
DOI:10.1016/j.cbi.2017.07.025
发表时间:2017-09
期刊:Chemico-biological interactions
影响因子:5.1
作者:Li Niu;Mengjiao Shao;Yuan Liu;Jinfeng Hu;Ruofan Li;Heran Xie;Lixiao Zhou;Lei Shi;Rong Zhang;Yu-jie Niu
通讯作者:Li Niu;Mengjiao Shao;Yuan Liu;Jinfeng Hu;Ruofan Li;Heran Xie;Lixiao Zhou;Lei Shi;Rong Zhang;Yu-jie Niu
PM2.5 exposure impairs sperm quality through testicular damage dependent on NALP3 inflammasome and miR-183/96/182 cluster targeting FOXO1 in mouse
PM2.5 暴露通过依赖于小鼠中 NALP3 炎性体和靶向 FOXO1 的 miR-183/96/182 簇的睾丸损伤损害精子质量
DOI:10.1016/j.ecoenv.2018.10.108
发表时间:2019-03-01
期刊:ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY
影响因子:6.8
作者:Zhou, Lixiao;Su, Xuan;Zhang, Rong
通讯作者:Zhang, Rong
肺造血免疫介导的室内细颗粒物致心血管系统危害特征的研究
  • 批准号:
    92043202
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    300.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    张荣
  • 依托单位:
N6-甲基腺苷介导靶向ALKBH2的miRNAs代谢失衡在纳米级炭黑致肺遗传损伤及肿瘤发生发展中的作用
  • 批准号:
    81973074
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张荣
  • 依托单位:
FOXO信号在纳米级碳黑遗传毒性中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81573190
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张荣
  • 依托单位:
FOXO3a-ChK2/XRCC1在纳米二氧化钛诱导的DNA损伤修复中的作用研究
  • 批准号:
    81102151
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    张荣
  • 依托单位:
基于DNA损伤基因和HCR机制的环境污染物致癌活性快速检测系统的研究
  • 批准号:
    81072269
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金