江桂斌研究组在大气细颗粒物的血液毒理效应研究方面取得新进展

发布时间:2019-02-22  |  【打印】 【关闭

        中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室江桂斌研究组在大气细颗粒物的血液毒理效应研究方面取得新进展,相关研究成果以"Airborne Fine Particles Induce Hematological Effects through Regulating the Crosstalk of the Kallikrein-Kinin, Complement, and Coagulation Systems"为题在线发表于国际著名的环境科学期刊Environmental Science & Technology (Jin et al. 2019, DOI: 10.1021/acs.est.8b05817)。
        因人类活动产生的大气细颗粒物污染及由此引起的人体健康风险,已成为全球关注的重要议题。目前针对大气细颗粒物的健康风险研究大多关注污染物对生物靶器官如心肺等的直接毒性效应。考虑到污染物在进入机体到达靶器官前通常先进入血液循环系统,而血浆体系中富含多种重要酶系,包括血管舒缓素-激肽系统(KKS)、补体系统和凝血系统,这些酶系相互作用共同调节血液稳态及心血管系统中诸多相关生物学过程。因此,大气细颗粒物与血浆蛋白酶系产生的相互作用可能是决定其最终健康危害如心血管疾病风险等的重要环节。
        江桂斌研究团队评价了大气细颗粒污染物与血浆蛋白酶的相互作用,揭示了颗粒物在血液稳态中的潜在扰动效应。研究通过设计一系列体外、离体或活体实验发现,有机滤膜和无机滤膜采集的大气细颗粒物均可以有效促进KKS系统关键酶原蛋白活化,并且呈现剂量依赖和时间依赖效应;通过大气细颗粒物成分分析以及模拟组分的KKS激活实验显示,带负电荷的颗粒物以及附着的内毒素在大气细颗粒物引起的KKS系统激活中发挥重要作用。在大气细颗粒物调控KKS活化过程中,起始酶原FXII可在大气细颗粒物作用下发生自激活剪切,活化的FXIIa进而触发下游PPK与HK级联激活。此外,大气细颗粒物暴露引起补体系统关键因子—补体3和补体5的活化,以及凝血酶原的激活。抑制剂实验表明,大气细颗粒物诱导的KKS激活介导了补体和凝血系统的级联活化。该研究揭示了大气细颗粒物对血浆多酶原系统级联激活的干扰效应,为空气污染暴露引发的包括心率、血压、血液凝集、血管粥样硬化等在内的心血管疾病风险提供了重要的分子机制阐释。
        该研究工作得到了国家基金委重大研究计划“大气细颗粒物的毒理与健康效应”(91843301)、创新群体项目(21621064)和中科院先导专项B(14040302)的支持。
        论文链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30742439

图:大气细颗粒物暴露对血浆关键蛋白酶系级联活化的干扰效应(图片来自:DOI: 10.1021/acs.est.8b05817)
 

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