大气细颗粒物与内皮细胞一氧化氮合成酶交互作用的分子机制研究

Vascular endothelial cell is one of the main factors of acute coronary syndrome. The atmospheric fine particulate matters (PM) was correlated with the occurrence of this disease, however the molecular mechanism till now still remains unknown. In this project, We collect PM2.5 samples from different region of Hangzhou city and investigate the cytotoxicity, oxidative stress, mitochondrial damage of vascular endothelial cell as well as the expression of endothelial nitric oxide synthase at the mRNA and protein level. The effect of PM2.5 to the enzymatic activity and the conformational changes of endothelial nitric oxide synthase will be studied by spectroscopic methods and molecular modeling. The content of IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、FN-γ and hs-CRP in vascular endothelial cell and in the serum of mouse will also be detected. We aim to probe the effect of PM2.5 to the potential injury of vascular endothelial cell and attempt to elucidate the underlying molecular mechanisms. The obtained results will facilitate the health risk assessment of PM2.5 on acute coronary syndrome and provide essential data.

血管内皮损伤是导致急性冠状动脉综合征的重要因素，而大气细颗粒物暴露能够增加急性冠状动脉综合征发病率，然而目前缺乏相应分子机制研究。本项目拟在杭州市不同城区采集大气细颗粒物，研究大气细颗粒物诱导的血管内皮损伤效应。采用实时细胞分析技术研究人脐静脉内皮细胞的细胞毒性、氧化损伤、线粒体损伤，考察内皮一氧化氮合成酶在mRNA、和蛋白水平上的表达；通过光谱实验和分子模拟探究细颗粒物对内皮一氧化氮合成酶活性、构象变化的影响。通过细胞实验和小鼠实验分析细颗粒物对IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、FN-γ等细胞因和超敏C-反应蛋白（hs-CRP）指标的影响。期望本项目能明确细颗粒物对内皮细胞的损伤的分子机制，为进一步细化细颗粒物污染对人体健康影响的风险评估提供翔实的科学数据支持。

研究大气细颗粒物组分血管内皮细胞损伤有助于深入评估其对人体心血管系统的健康危害。本项目通过采集杭州城区的大气细颗粒物样品，分析了细颗粒物组分；探究了细颗粒物水溶性组分氧化潜力的时间变异性；选择人脐静脉内皮细胞（Human umbilical vein endothelial cells, HUVEC）为模型，考察了PM2.5水溶性组分暴露对细胞一氧化氮（Nitric oxide, NO）生成和血管新生的影响，探讨了PM2.5水溶性组分对内皮型一氧化氮合成酶（Endothelial nitric oxide synthase, eNOS）和血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor, VEGF）在mRNA和蛋白水平表达的影响；通过分子动力学模拟方法分析了细颗粒物重要组分典型多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）以及其硝基化和氧化产物（Nitrated and oxygenated PAHs, nPAHs and oPAHs）与人eNOS酶的交互作用；探讨了PAHs，nPAHs与PAHs对eNOS酶活性的影响，以及对eNOS酶在mRNA和蛋白水平表达的影响，进而分析了PAHs以及硝基与氧化产物对HUVEC细胞NO生成和血管通透性的影响。本项目研究结果阐明了大气细颗粒物对血管内皮的不良影响，为我国大气细颗粒物的健康效应研究提供了重要数据支持。本项目已发表SCI收录论文9篇，编著《环境数据分析》著作1部。