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目的:采用鸡胚染毒实验模型探讨孵育鸡胚暴露于不同剂量的PM2.5后对鸡胚心脏和肝脏发育的毒性作用及其分子机制,为PM2.5暴露对子代心脏和肝脏发育的毒性机制提供一定的理论依据。方法:210只受精鸡蛋,其中第一批120只鸡蛋根据鸡蛋重量随机分为6组,PM2.5剂量分别为0、0.05、0.2、0.5、2和5mg/kg。根据第一批鸡胚实验结果,对第二批鸡胚实验的分组(90只鸡蛋)进行了调整,除去PM2.5为0.05mg/kg和5mg/kg剂量组,共分为4组,PM2.5剂量分别为0、0.2、0.5、2mg/kg。对鸡蛋表面进行消毒和气室注射染毒,随后放入孵箱中进行孵化,两批鸡胚的孵化条件完全相同。在鸡胚孵育4天和15天时,分别对各PM2.5剂量组的鸡胚进行采样,观察鸡胚心脏的发育情况并测量4天鸡胚心脏面积和15天鸡胚心脏横切面积。在鸡胚孵化后,对孵化幼鸡的心率进行测量,并对孵化幼鸡的肝功能血清学指标进行测量。采用HE染色观察孵化幼鸡心脏和肝脏的病理,并测量右心壁厚度。采用免疫组化检测孵化幼鸡心脏和肝脏组织NF-kB p65蛋白的表达,采用Western blot检测孵化幼鸡心脏和肝脏组织iNOS和MMP9蛋白的表达。结果:(1)孵育鸡胚暴露于PM2.5后,可导致孵育4天鸡胚的心脏面积和15天鸡胚的心脏横切面积明显增大,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。(2)与对照组孵育鸡胚生存率相比,5mg/kg PM2.5组鸡胚的生存率明显降低,且差异有统计学意义(P<0.05)。(3)孵化幼鸡的心率测量结果表明,与对照组相比,孵育鸡胚暴露于PM2.5后可导致孵化幼鸡心率明显加快,且差异有统计学意义(P<0.05)。(4)孵化幼鸡心脏的HE染色结果显示,与对照组相比,孵育鸡胚暴露于PM2.5后可导致孵化幼鸡的右心壁厚度明显增加,且差异有统计学意义(P<0.05);孵化幼鸡肝脏的HE染色结果显示,孵育鸡胚暴露于PM2.5后可导致孵化幼鸡发生肝脏脂肪变和肝脏炎性细胞浸润增加。(5)肝功能检测结果表明,与对照组相比,0.5mg/kg和2mg/kg PM2.5组孵化幼鸡血清中的谷丙转氨酶(Cereal third transaminase,ALT)和谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)水平明显增加,且差异有统计学意义(P<0.05)。(6)各PM2.5剂量组孵化幼鸡的心脏和肝脏免疫组化结果显示,与对照组相比,0.5mg/kg和2mg/kg PM2.5组孵化幼鸡心脏和肝脏组织中的NF-Kb p65蛋白的表达发生了明显上调,且差异有统计学意义(P<0.05)。(7)孵化幼鸡心脏和肝脏Western blot检测结果显示,与对照组相比,在0.2mg/kg和0.5mg/kg PM2.5剂量组孵化幼鸡心脏中的iNOS和MMP9蛋白表达均明显上调,且差异有统计学意义(P<0.05),但在2mg/kg剂量下,心脏组织中的iNOS和MMP9蛋白表达水平未升高,整体呈倒U型量效曲线;在肝脏组织中,与对照组相比,iNOS和MMP9蛋白表达均明显上调,且差异有统计学意义(P<0.05)。结论:PM2.5暴露对发育鸡胚的心脏具有损伤作用,可导致发育鸡胚的心脏横切面积增大、幼鸡右心壁增厚和心率升高,并可引发肝脏脂肪变及炎症样损伤,提示发育鸡胚暴露于PM2.5后对孵化幼鸡心脏和肝脏的发育具有潜在的风险。此外,PM2.5暴露可诱导孵化幼鸡心脏和肝脏组织中的NF-kB p65、iNOS以及MMP9的表达水平显著升高,提示炎症反应可能为PM2.5暴露导致发育鸡胚心脏和肝脏组织损伤的作用机制之一。