纳米二氧化硅与寒冷复合引发脂肪重塑毒性损伤及其机制研究

The long existence of haze weather is the harsh environment in lots of cities in China, especially in winter. Aerosol nanoparticulates,the most harmful pollution in air，combined with the cold exposure， injure the health of people seriously。Our previous investigation found that nano-SiO2 inhibit the weight lost and the increase of brown adipose tissue after cold exposure. It suggests that there is toxic damage effects on adipose tissue remodeling. The research aims to study the toxic damage effects and mechanism of adipose tissue remodeling induced by Silica dioxide nanoparticles combined with cold exposure in vivo and in vitro. This project is to reveal the inhibition of perception and response to cold exposure in adipose tissue by inhaled nano-SiO2 in air and to provide a scientific basis for the evaluation on the toxicity of nano-SiO2 in winter.

雾霾天气在我国已成为长期存在的恶劣环境，而冬季的雾霾天气尤为严重。其中纳米颗粒物是大气颗粒物中的主要污染物，已被公认为危害最大、代表性最强的污染物，其与寒冷两个因素共同作用严重影响着人们的健康，对其潜在危害的全面评估已迫在眉睫，成为亟待解决的前沿科学问题。课题组在前期研究中发现纳米SiO2颗粒抑制了脂肪组织对寒冷的感知应答效果，具有潜在的毒性作用。本项目拟通过体内外实验相结合，研究纳米SiO2颗粒与寒冷复合，引发脂肪重塑毒性损伤的交互作用及分子机制，阐明吸入纳米 SiO2颗粒能够抑制脂肪组织对寒冷的感知应答效果。为评估冬季雾霾中纳米SiO2颗粒物污染对人类健康的潜在威胁提供理论依据。

灰霾天气在我国北方地区长期存在，而冬季尤为严重。纳米颗粒物是大气颗粒物中重要污染物，危害大、代表性强，其与寒冷两因素共同作用严重影响人们的健康。目前关于空气质量的研究大部分都是基于空气质量达到中重度污染且暴露于毒性较强的颗粒物下，而长期暴露于较低水平的空气污染对机体健康产生的风险却很容易被忽视。基于此，本项目选取通常被普遍认为是低毒甚至无毒的纳米SiO2颗粒为代表，模拟相当于AQI为100（即空气质量为良）的长期冷空气复合暴露，分别在体内和体外，通过动物实验和细胞实验，评估了纳米SiO2颗粒与冷暴露复合对机体脂肪组织产生的毒性效应。结果显示低剂量的纳米SiO2颗粒下复合长期冷暴露可导致脂肪组织炎症反应增强，两因素具有协同作用；研究了纳米SiO2颗粒染毒对白色脂肪感知寒冷的影响，结果显示，纳米SiO2颗粒染毒能够抑制冷暴露所致的白色脂肪“棕色化”，从而导致白色脂肪对寒冷的感知应答效果降低，两因素具有拮抗作用。因此，长期暴露于低剂量的纳米SiO2颗粒，就能够钝化白色脂肪感知寒冷后的“棕色化”效应，引起白色脂肪的积累，从而导致机体肥胖病发生风险的提高；复合暴露对炎性反应的协同增强作用，亦会进一步增加机体罹患各种疾病的风险。