PM2.5在变应性鼻炎发病中作用及其基因调控机制研究

Allergic rhinitis (AR) is a common and frequently-occurring disease in the field of Rhinology, and the incidence is increasing year by year. Its etiology and pathogenesis have not been yet fully understood. Studies have found that PM2.5 pollution may be a very important etiology for AR. However, it is unclear that the pathogenesis of AR induced by PM2.5. This study will observe AR incidence，its pathological and immunologic changes after quantitative control inhalation of different concentrations of PM2.5, and provide theoretical parameters for PM2.5 security concentration control and AR onset by analyzing a dose-effect relationship between AR incidence and PM2.5. In addition, by high-throughput chip technology, we will observe miRNAs expression profiling, screen differentially expressed miRNAs, and predict their target genes in nasal mucosa and peripheral blood after PM2.5 exposure. Using the intervention study on miRNAs over-expression, we will investigate the role of PM2.5 in the pathogenesis of AR, and reveal the regulatory mechanism of miRNAs, so as to provide important theoritical basis for prevention and treatment of AR.

变应性鼻炎（Allergic rhinitis，AR）是鼻科领域的常见病多发病，发病率呈逐年上升趋势，其病因及发病机制尚未被充分认识。大气PM2.5污染可能是一个引起AR发病的重要原因之一，但PM2.5在AR发病中的作用机制尚不清楚。本研究采用定量控制吸入不同浓度的PM2.5进行动物造模，观察诱发实验动物AR的发病情况及病理学变化，同时观察相关免疫指标，分析AR发病与PM2.5的量效关系，探讨PM2.5参与AR发病的作用机制，为控制PM2.5安全浓度，预防AR发病及对策提供理论参数。并利用高通量miRNAs技术，观察PM2.5暴露后miRNAs在鼻黏膜及外周血中的表达谱，筛选差异表达相关基因，预测及验证其靶基因，运用miRNAs高表达干预研究，探讨PM2.5在AR发病中的作用及其miRNAs基因调控机制，为AR的防治提供重要的理论依据。

变应性鼻炎（allergic rhinitis，AR）是过敏机体由IgE所介导的鼻部I型变态反应性疾病。AR发病不仅与变应原激发，还与环境因素及遗传因素密切相关，空气污染对AR发病发挥重要作用。PM2.5又称细颗粒物，是指空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物。PM2.5是大气环境中严重危害健康的污染物。鼻腔接触空气中的PM2.5，在鼻黏膜上皮细胞可发生吸附、吸收反应，PM2.5对鼻黏膜的影响是首当其冲的。PM2.5会诱发及加重变应性鼻炎的发病。本研究采集PM2.5并进行理化性质分析，并将鼻黏膜上皮细胞暴露于PM2.5中。PM2.5可引起鼻黏膜上皮细胞的氧化应激和炎性反应，促使细胞凋亡，进而损害鼻黏膜上皮细胞屏障功能，这是PM2.5促发和加重鼻部炎症性和变应性疾病的病理学基础。设计、建立了PM2.5动物吸入性暴露系统，PM2.5浓度可控可测，并能长时间维持稳定，本研究采用定量控制吸入不同浓度的PM2.5进行动物造模，观察诱发实验动物AR的发病情况及病理学变化，同时观察相关免疫指标，分析AR发病与PM2.5的量效关系，探讨PM2.5参与AR发病的作用机制。研究发现吸入一定浓度的PM2.5可引起大鼠鼻黏膜线粒体损伤、氧化应激反应、细胞内离子稳态失衡和炎症反应。PM2.5影响大鼠鼻黏膜线粒体融合基因、分裂基因的表达模式，这一变化与PM2.5 导致线粒体形态学损伤的结果一致。同时可引起变应性鼻炎大鼠症状加重，Th1/Th2细胞因子失衡及Th1、Th2相关转录因子T-bet和GATA-3 mRNA表达改变。PM2.5可引起AR大鼠鼻黏膜嗜酸性粒细胞增加，鼻黏膜结构重塑包括黏膜上皮细胞损伤、杯状细胞增生和鼻黏膜胶原沉积，从而加重鼻黏膜的损伤和变应性炎症反应。以上病理学改变与PM2.5暴露浓度呈正相关。并利用高通量miRNAs技术，观察PM2.5暴露后miRNAs在鼻黏膜及外周血中的表达谱，筛选差异表达相关基因，通过生物信息学分析方法预测microRNA靶基因，进行基因功能富集分析。研究发现PM2.5引起变应性鼻炎大鼠鼻黏膜中microRNAs的表达发生明显改变，microRNAs对PM2.5引起变应性鼻炎大鼠及其生物学行为及鼻黏膜炎性病变中发挥重要的调控作用。本研究通过探讨PM2.5对AR的发病的影响及发病机制及其miRNAs基因调控机制，为AR的防治提供重要的理论依据。