维生素D对暴露烹调油烟细颗粒物(PM2.5)导致脐带血管损伤的保护作用及其机制

Low birth weight is associated with quality of people, affected by the morphology and function of umbilical cord vessels. We previously found that exposure of fine particulate (PM2.5) from cooking oil fumes (COFs) during pregnancy could result in low birth weight. In addition, fine particulate from cooking oil fumes (COFs) during pregnancy also damage umbilical cord vessels which alter transport of substance and oxygen between fetus and maternal body, and further lead to low birth weight in rats. However, vitamin D, a vitamin performing anti-inflammatory effect, could moderate the levels of oxidative stress and inflammation in lung tissues of mice exposed to COFs-PM2.5. So, we plan to establish a cohort of pregnant women exposed to fine particulate from COFs to confirm the influence on umbilical cord vessels and vitamin D levels. Furthermore, we try to establish exposure models in vivo and vitro to observe the effect of COFs-PM2.5 on low birth weight and injury of umbilical cord vessels. Finally, in order to provide new view and target for low birth weight resulted from COFs-PM2.5 exposure, we try to establish models in vivo and vitro with vitamin D supply to observe the protective effect of vitamin D on low birth weight and injury of umbilical cord vessels resulted from COFs and investigate the mechanism.

低出生体重关乎到人口质量，其发生与脐带血管的功能和形态密切相关。我们发现，作为孕妇主要暴露来源的室内烹调油烟PM2.5是导致低出生体重的危险因素；动物实验提示，烹调油烟PM2.5能损伤脐带血管的功能和形态，影响胎儿-母体间营养物质与氧气转运，导致胎鼠低出生体重；还发现，具有抗炎作用的维生素D能降低烹调油烟PM2.5暴露组小鼠肺组织氧化应激和炎症水平。因此，我们拟建立前瞻性队列，确证烹调油烟PM2.5暴露对脐带血管的影响，观察剂量/时间-反应关系，寻找暴露窗口期；探明烹调油烟PM2.5暴露对孕妇体内维生素D水平的影响。构建烹调油烟PM2.5暴露动物和细胞模型，观察胎鼠宫内生长和脐带血管损伤现象；通过补充维生素D，观察维生素D干预对孕期暴露烹调油烟PM2.5所致胎鼠低出生体重和脐带血管损伤的保护作用，并研究其机制，为烹调油烟PM2.5暴露导致低出生体重的防治提供新思路和新靶点。

背景：烹调油烟PM2.5是一种极具中国特色的室内空气污染物，严重危害人体健康。而女性作为家庭烹饪的主要从事者，甚至怀孕期间也如此，因此，研究烹调油烟PM2.5对胎儿的影响以及维生素D(VD)是否具有保护作用，并阐明其潜在的分子学机制显得尤为重要。.内容：本课题首先通过一项前瞻性队列研究探讨孕期烹调油烟PM2.5暴露、血清VD水平以及不良妊娠结局三者之间的关联，进而通过建立烹调油烟PM2.5暴露大鼠模型以及细胞模型，从人群-动物-组织-细胞水平，阐明VD对烹调油烟PM2.5所致不良妊娠结局的影响以及其潜在的分子学机制。.结果： 根据建立的前瞻性孕妇队列，初步确证烹调油烟PM2.5暴露与宫内生长受限/低出生体重两者关系，以及血清VD水平与不良妊娠结局存在关联。在整体动物水平基本探明VD干预对烹调油烟PM2.5暴露所致胎鼠宫内生长受限的影响。器官（脐带血管）水平验证了VD干预对烹调油烟PM2.5暴露导致的脐带血管损伤的影响，并初步分析了其潜在的分子学机制。细胞水平（人脐静脉血管内皮细胞，）继续验证VD干预对烹调油烟PM2.5暴露对人脐静脉血管内皮细胞的影响，深入探索了VD干预对颗粒物暴露损伤人脐静脉血管内皮细胞的可能机制。.数据：在纳入分析的584名孕妇中，低出生体重21例（3.6%），早产75例（12.84%），烹调油烟PM2.5暴露可明显增加低出生体重与早产的风险RR=3.52 (1.75, 7.11)，6.87 (1.33, 35.49) ，而血清VD充足可降低早产风险RR=0.06 (0.02, 0.23)。在动物实验中，烹调油烟PM2.5暴露可明显降低胎鼠的体重以及脏器系数（P<0.05），并严重损伤脐带血管，当补充VD后可明显改善这种效应。进一步对组织以及细胞的分子学实验表明氧化应激水平、炎症和血管内皮因子在其中起着重要的作用。.意义：本研究通过人群、动物、组织、细胞多个水平阐明VD可抑制烹调油烟PM2.5所致不良妊娠结局以及脐带血管损伤，并证实氧化应激、炎症因子以及血管内皮因子在其中起着重要的作用；本研究的结果可为预防烹调油烟PM2.5对不良妊娠结局的影响提供理论依据和科学证据。