大气颗粒物及其气溶胶组分促肺癌作用机制研究
发布时间：2022-04-25 18:47
随着全球经济的飞速发展,世界不同地区均经历了一定程度的雾霾污染,其中中国是受影响最严重的地区之一。大气气溶胶颗粒物是中国雾霾的主要组成成分,二次有机气溶胶与二次无机气溶胶对大气颗粒物平均质量浓度具有相近的贡献度。然而,由于大气颗粒物来源的差异性及组成的复杂性,目前仍缺乏关于颗粒物毒性效应及毒理机制研究的有效方法。流行病学研究揭示,雾霾污染加剧了呼吸系统疾病尤其是肺癌等疾病的发生。因此,了解中国大气颗粒物的污染特征,探究颗粒物气溶胶组分的促癌风险,阐明其对健康的损害机制,对于雾霾污染状况下的健康影响评估及预防治疗具有指导意义。为此,本研究通过分析中国北方典型燃煤城市大气颗粒物的污染特征和致癌风险,对其不同气溶胶组分的促癌机制进行了深入探究。1.高浓度大气颗粒物（PM）暴露与肺癌死亡率增加密切相关,由于PM组成的异质性,目前仍缺乏对其污染特征及促肺癌肿瘤转移的潜在健康风险评估。本研究从中国北方典型燃煤城市采集不同季节的PM2.5和PM10,通过理化成分分析发现PM上18种多环芳烃（PAHs）的浓度呈现季节性变化趋势,冬季PM中的PAHs浓度最高,...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 大气颗粒物污染现状
1.1.1 大气污染现状
1.1.2 颗粒物污染特征
1.2 大气颗粒物污染与肺癌
1.2.1 颗粒物与人体健康
1.2.2 颗粒物与肺癌
1.3 癌症发生机制
1.3.1 癌症转移过程
1.3.2 氧化应激与癌症
1.3.3 表观遗传机制与癌症
1.4 课题的提出及意义
第二章 PM_(10)与PM_(2.5)促肺癌细胞侵袭迁移及作用机制
2.1 前言
2.2 材料和方法
2.2.1 PM样品采集
2.2.2 PM理化性质的测定
2.2.3 致癌风险评估
2.2.4 细胞培养与处理
2.2.5 划痕实验
2.2.6 细胞侵袭实验(Transwell小室实验)
2.2.7 ROS测量
2.2.8 RNA提取与实时定量PCR
2.2.9 统计分析
2.3 结果
2.3.1 PM样本理化成分及来源分析
2.3.2 PM样本PAHs致癌风险评估
2.3.3 PM暴露促进肺癌细胞侵袭迁移
2.3.4 PM暴露促进肺癌细胞侵袭迁移机制
2.4 讨论与小结
第三章 准超细颗粒促肺肿瘤-内皮细胞黏附及分子机制
3.1 前言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 准超细颗粒物的采集
3.2.2 准超细颗粒物的理化性质及粒径分析
3.2.3 细胞培养与处理
3.2.4 肿瘤-内皮细胞黏附实验
3.2.5 Western Blot实验
3.2.6 酶联免疫吸附试验(ELISA)
3.2.7 免疫荧光
3.2.8 免疫沉淀(IP)
3.2.9 统计分析
3.3 结果
3.3.1 准超细颗粒物的理化性质
3.3.2 准超细颗粒物通过NFκB相关炎性调控肿瘤转移
3.3.3 内吞摄入准超细颗粒物促进肿瘤转移
3.3.4 准超细颗粒物诱导HMGB1-RAGE相互作用促进肿瘤-内皮细胞黏附
3.3.5 准超细颗粒物与炭黑颗粒促肿瘤-内皮细胞黏附作用比较
3.4 讨论与小结
第四章 二次无机气溶胶组分促肺癌细胞侵袭迁移分子机制
4.1 前言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 细胞培养与处理
4.2.2 细胞侵袭实验
4.2.3 实时定量PCR
4.2.4 免疫荧光
4.2.5 Western Blot实验
4.2.6 ROS测量
4.2.7 JC-1 测量
4.2.8 染色质免疫沉淀(ChIP)
4.2.9 亚硫酸氢盐测序分析(BSP)
4.2.10 裸鼠肺癌模型
4.2.11 苏木精和伊红(H&E)染色
4.2.12 统计分析
4.3 结果
4.3.1 二次离子气溶胶暴露诱导人肺癌细胞EMT发生
4.3.2 硫酸盐气溶胶暴露诱导细胞氧化应激的发生
4.3.3 硫酸盐气溶胶暴露诱导细胞EMT发生的调控机制
4.3.4 硫酸盐气溶胶暴露诱导肺癌裸鼠肿瘤细胞转移
4.4 讨论与小结
第五章 二次有机气溶胶组分促肺癌细胞远端转移分子机制
5.1 前言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 颗粒物NPAHs的测定
5.2.2 致癌风险评估
5.2.3 细胞培养与处理
5.2.4 划痕实验
5.2.5 细胞侵袭实验
5.2.6 肿瘤-内皮细胞黏附实验
5.2.7 Western Blot实验
5.2.8 分子对接
5.2.9 免疫荧光
5.2.10 免疫沉淀(IP)
5.2.11 实时定量PCR
5.2.12 裸鼠肺癌模型
5.2.13 统计分析
5.3 结果
5.3.1 颗粒物NPAHs污染特征分析
5.3.2 典型NPAHs暴露诱导人肺癌细胞侵袭转移和血管黏附的发生
5.3.3 NPAHs暴露扰乱肺癌细胞MST-LATS级联效应诱导Hippo-YAP通路失调
5.3.4 NPAHs暴露诱导肺癌细胞YAP入核及YAP-TEAD的结合
5.3.5 NPAHs暴露诱导血管内皮细胞黏附因子增加
5.3.6 NPAHs暴露通过Hippo-YAP失活诱导小鼠肺肿瘤转移
5.4 讨论与小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
主持和参与科研项目
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]An observation-based perspective of winter haze days in four major polluted regions of China[J]. Lu Mao,Run Liu,Wenhui Liao,Xuemei Wang,Min Shao,Shaw Chen Liu,Yuanhang Zhang. National Science Review. 2019(03)
[2]2018年1—8月太原市环境空气质量变化趋势及原因分析[J]. 韩爱梅. 山西科技. 2019(02)
[3]Synergistic effects of particulate matter（PM10） and SO2 on human non-small cell lung cancer A549 via ROS-mediated NF-κB activation[J]. Yang Yun,Rui Gao,Huifeng Yue,Guangke Li,Na Zhu,Nan Sang. Journal of Environmental Sciences. 2015(05)
[4]太原市大气PM2.5中碳质组成及变化特征[J]. 张桂香,闫雨龙,郭利利,何秋生,陈来国. 环境科学. 2015(03)
[5]太原市PM2.5中有机碳和元素碳的污染特征[J]. 刘珊,彭林,温彦平,白慧玲,刘凤娴,史美鲜,李丽娟. 环境科学. 2015(02)
[6]The International Agency for Research on Cancer（IARC） evaluation of the carcinogenicity of outdoor air pollution:focus on China[J]. Dana Loomis,Wei Huang,Guosheng Che. Chinese Journal of Cancer. 2014(04)
[7]世界卫生组织认为过早死亡与空气污染有关[J]. 中国卫生政策研究. 2014(04)
[8]太原市冬季灰霾期间大气细颗粒物化学成分特征[J]. 曹玲娴,耿红,姚晨婷,赵磊,段鹏丽,宣莹莹,李红. 中国环境科学. 2014(04)
[9]Mechanism for the formation of the January 2013 heavy haze pollution episode over central and eastern China[J]. WANG YueSi,YAO Li,WANG LiLi,LIU ZiRui,JI DongSheng,TANG GuiQian,ZHANG JunKe,SUN Yang,HU Bo,XIN JinYuan. Science China（Earth Sciences）. 2014(01)
[10]Epithelial-mesenchymal transition-activating transcription factors-multifunctional regulators in cancer[J]. Minal Garg. World Journal of Stem Cells. 2013(04)
博士论文
[1]PM10及其代表性多环芳烃诱导中枢神经系统损伤及其分子机制[D]. 郭琳.山西大学 2015
[2]Hippo-YAP通路调控脂肪干细胞增殖和细胞谱系选择的分子机制研究[D]. 叶亚平.华中科技大学 2014
本文编号：3648145
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 大气颗粒物污染现状
1.1.1 大气污染现状
1.1.2 颗粒物污染特征
1.2 大气颗粒物污染与肺癌
1.2.1 颗粒物与人体健康
1.2.2 颗粒物与肺癌
1.3 癌症发生机制
1.3.1 癌症转移过程
1.3.2 氧化应激与癌症
1.3.3 表观遗传机制与癌症
1.4 课题的提出及意义
第二章 PM_(10)与PM_(2.5)促肺癌细胞侵袭迁移及作用机制
2.1 前言
2.2 材料和方法
2.2.1 PM样品采集
2.2.2 PM理化性质的测定
2.2.3 致癌风险评估
2.2.4 细胞培养与处理
2.2.5 划痕实验
2.2.6 细胞侵袭实验(Transwell小室实验)
2.2.7 ROS测量
2.2.8 RNA提取与实时定量PCR
2.2.9 统计分析
2.3 结果
2.3.1 PM样本理化成分及来源分析
2.3.2 PM样本PAHs致癌风险评估
2.3.3 PM暴露促进肺癌细胞侵袭迁移
2.3.4 PM暴露促进肺癌细胞侵袭迁移机制
2.4 讨论与小结
第三章 准超细颗粒促肺肿瘤-内皮细胞黏附及分子机制
3.1 前言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 准超细颗粒物的采集
3.2.2 准超细颗粒物的理化性质及粒径分析
3.2.3 细胞培养与处理
3.2.4 肿瘤-内皮细胞黏附实验
3.2.5 Western Blot实验
3.2.6 酶联免疫吸附试验(ELISA)
3.2.7 免疫荧光
3.2.8 免疫沉淀(IP)
3.2.9 统计分析
3.3 结果
3.3.1 准超细颗粒物的理化性质
3.3.2 准超细颗粒物通过NFκB相关炎性调控肿瘤转移
3.3.3 内吞摄入准超细颗粒物促进肿瘤转移
3.3.4 准超细颗粒物诱导HMGB1-RAGE相互作用促进肿瘤-内皮细胞黏附
3.3.5 准超细颗粒物与炭黑颗粒促肿瘤-内皮细胞黏附作用比较
3.4 讨论与小结
第四章 二次无机气溶胶组分促肺癌细胞侵袭迁移分子机制
4.1 前言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 细胞培养与处理
4.2.2 细胞侵袭实验
4.2.3 实时定量PCR
4.2.4 免疫荧光
4.2.5 Western Blot实验
4.2.6 ROS测量
4.2.7 JC-1 测量
4.2.8 染色质免疫沉淀(ChIP)
4.2.9 亚硫酸氢盐测序分析(BSP)
4.2.10 裸鼠肺癌模型
4.2.11 苏木精和伊红(H&E)染色
4.2.12 统计分析
4.3 结果
4.3.1 二次离子气溶胶暴露诱导人肺癌细胞EMT发生
4.3.2 硫酸盐气溶胶暴露诱导细胞氧化应激的发生
4.3.3 硫酸盐气溶胶暴露诱导细胞EMT发生的调控机制
4.3.4 硫酸盐气溶胶暴露诱导肺癌裸鼠肿瘤细胞转移
4.4 讨论与小结
第五章 二次有机气溶胶组分促肺癌细胞远端转移分子机制
5.1 前言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 颗粒物NPAHs的测定
5.2.2 致癌风险评估
5.2.3 细胞培养与处理
5.2.4 划痕实验
5.2.5 细胞侵袭实验
5.2.6 肿瘤-内皮细胞黏附实验
5.2.7 Western Blot实验
5.2.8 分子对接
5.2.9 免疫荧光
5.2.10 免疫沉淀(IP)
5.2.11 实时定量PCR
5.2.12 裸鼠肺癌模型
5.2.13 统计分析
5.3 结果
5.3.1 颗粒物NPAHs污染特征分析
5.3.2 典型NPAHs暴露诱导人肺癌细胞侵袭转移和血管黏附的发生
5.3.3 NPAHs暴露扰乱肺癌细胞MST-LATS级联效应诱导Hippo-YAP通路失调
5.3.4 NPAHs暴露诱导肺癌细胞YAP入核及YAP-TEAD的结合
5.3.5 NPAHs暴露诱导血管内皮细胞黏附因子增加
5.3.6 NPAHs暴露通过Hippo-YAP失活诱导小鼠肺肿瘤转移
5.4 讨论与小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
主持和参与科研项目
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]An observation-based perspective of winter haze days in four major polluted regions of China[J]. Lu Mao,Run Liu,Wenhui Liao,Xuemei Wang,Min Shao,Shaw Chen Liu,Yuanhang Zhang. National Science Review. 2019(03)
[2]2018年1—8月太原市环境空气质量变化趋势及原因分析[J]. 韩爱梅. 山西科技. 2019(02)
[3]Synergistic effects of particulate matter（PM10） and SO2 on human non-small cell lung cancer A549 via ROS-mediated NF-κB activation[J]. Yang Yun,Rui Gao,Huifeng Yue,Guangke Li,Na Zhu,Nan Sang. Journal of Environmental Sciences. 2015(05)
[4]太原市大气PM2.5中碳质组成及变化特征[J]. 张桂香,闫雨龙,郭利利,何秋生,陈来国. 环境科学. 2015(03)
[5]太原市PM2.5中有机碳和元素碳的污染特征[J]. 刘珊,彭林,温彦平,白慧玲,刘凤娴,史美鲜,李丽娟. 环境科学. 2015(02)
[6]The International Agency for Research on Cancer（IARC） evaluation of the carcinogenicity of outdoor air pollution:focus on China[J]. Dana Loomis,Wei Huang,Guosheng Che. Chinese Journal of Cancer. 2014(04)
[7]世界卫生组织认为过早死亡与空气污染有关[J]. 中国卫生政策研究. 2014(04)
[8]太原市冬季灰霾期间大气细颗粒物化学成分特征[J]. 曹玲娴,耿红,姚晨婷,赵磊,段鹏丽,宣莹莹,李红. 中国环境科学. 2014(04)
[9]Mechanism for the formation of the January 2013 heavy haze pollution episode over central and eastern China[J]. WANG YueSi,YAO Li,WANG LiLi,LIU ZiRui,JI DongSheng,TANG GuiQian,ZHANG JunKe,SUN Yang,HU Bo,XIN JinYuan. Science China（Earth Sciences）. 2014(01)
[10]Epithelial-mesenchymal transition-activating transcription factors-multifunctional regulators in cancer[J]. Minal Garg. World Journal of Stem Cells. 2013(04)
博士论文
[1]PM10及其代表性多环芳烃诱导中枢神经系统损伤及其分子机制[D]. 郭琳.山西大学 2015
[2]Hippo-YAP通路调控脂肪干细胞增殖和细胞谱系选择的分子机制研究[D]. 叶亚平.华中科技大学 2014
本文编号：3648145
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