室內pm2.5有機成分分析及對細胞的毒性研究——以沈陽冬季室內公共場所為例

1、碩 士 學 位 論 文室內 PM2.5 有機成分分析及對細胞的毒性研究-以沈陽冬季室內公共場所為例Studies on indoor PM2.5 toxicity to BEAS-2B cell and itsorganic composition作 者 姓 名： 張馨躍學科、 專業(yè)： 生物學學 號： 21418007指 導 教 師： 李文利 蔣西然完 成 日 期： 2017.04.23大連理工大學Dalian University o

2、f Technology大連理工大學碩士學位論文- I -摘 要大氣細顆粒物（PM2.5）比表面積大，可吸附大量有毒物質，能夠引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病和死亡，對人類的生命健康造成嚴重威脅。由于人們在室內的時間要遠遠大于室外，而且室內污染物濃度較之室外更大，所以國際上針對室內 PM2.5 對人類健康的影響日漸受到關注。PM2.5 成分極其復雜，主要包括有機成分、無機物、重金屬元素和無機離子等。其中，PM2.5 的有機成分比重大，包含的有毒物質較多

3、。因此，研究室內 PM2.5 中有機成分單一組分的毒性對疾病的預防具有重要意義。目前，國內外已經(jīng)開展了針對 PM2.5 對人類健康的影響的研究，但其具體可能產生的生物學機制并不明確。PM2.5 致病機理假說有氧化應激假說、細胞鈣化假說和梯度氧化損傷模型假說等。梯度氧化損傷模型假設低濃度 PM2.5 會引發(fā)細胞啟動抗氧化應激相關的信號通路，Keap1-Nrf2/ARE 信號通路是其中一條重要的通路。中濃度的 PM2.5 會誘導細胞啟動炎癥

4、相關的信號通路，核轉錄因子 NF-κB 作為重要的細胞因子發(fā)揮重要作用。高濃度的 PM2.5 會對細胞產生更大的傷害，導致細胞的凋亡與壞死，PI3K-Akt 信號通路則是其至關重要的通路。本研究與遼寧省衛(wèi)生和計劃生育委員會開展合作，采集沈陽市公共場所室內 PM2.5并分析其有機成分。利用 PM2.5 刺激 BEAS-2B（人肺正常上皮細胞）檢測其凋亡率和死亡率變化情況，對氧化模型中重要的三個信號通路的 9 個基因（Nrf2，NQO1，H

5、O-1，NF-κB， IL-1β， IL-6， Akt， MDM2， P53） 進行 qPCR 法檢測。 結果表明， 細胞受到 PM2.5刺激后，會引起細胞的凋亡與壞死，BEAS-2B 細胞會啟動三個信號通路進行抗損傷防御。最后利用 SPSS 軟件分析 PM2.5 有機成分單一組分與細胞毒性的相關關系。結果顯示，多種有機物與細胞毒性有顯著相關關系。本研究引入 Y 型微流控芯片系統(tǒng)，模擬體內微環(huán)境加載動態(tài)信號刺激 BEAS-2B 細胞，