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目的:流行病学研究发现,母体暴露于环境细颗粒物(PM2.5)与先天性心脏病之间存在关联,但其潜在的分子机制尚不明确。大量证据表明PM2.5可以导致氧化应激,我们先前的研究发现PM2.5的有机提取物(EOM)能通过激活芳香烃受体(AHR)引起斑马鱼胚胎心脏畸形。白藜芦醇(Resveratrol,RSV)是一种天然多酚化合物,主要来源于葡萄、虎杖等植物,具有抗氧化和AHR拮抗作用。因此,我们设想AHR介导PM2.5引起的活性氧(ROS)产生,导致心脏发育异常,而RSV可通过抑制ROS的产生和拮抗AHR活性起到保护作用。方法:用EOM染毒斑马鱼胚胎,添加AHR抑制剂CH223191(CH)、活性氧物质(ROS)清除剂N-乙酰基-L-半胱氨酸(NAC)或RSV。以吗啉寡核苷酸(MO)注射进行AHR基因敲减。受精后72小时(72hpf)观察各组斑马鱼胚胎发育情况,统计心脏畸形率和心率。使用7-乙氧基-3-异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)、二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)及吖啶橙(AO)染色,通过荧光显微镜检测斑马鱼胚胎心脏部位的AHR活性、ROS水平和细胞凋亡水平。剖取各组胚胎心脏,以qPCR检测mRNA表达水平,以免疫荧光方法检测DNA损伤和细胞凋亡。结果:(1)实验结果表明,AHR抑制剂CH(0.5 μM)及ROS清除剂NAC(0.25μM)能明显减轻EOM(5mg/L)引起的斑马鱼胚胎心脏部位畸形。同时,CH和NAC均可降低EOM引起的斑马鱼胚胎心脏区域ROS升高,DNA损伤和细胞凋亡。qPCR实验结果表明,EOM上调与心脏发育(nkx2.5,sox9b)、AHR通路(cyp1a1、cyp1b1)、氧化应激(ho-1,sod2,gstp1,gstp2,cat,nrf2a,nrf2b)和凋亡(p53,bax)相关基因的mRNA表达水平,而CH和NAC均有拮抗作用。AHR敲减实验进一步证明EOM通过AHR引起ROS生成、DNA损伤和凋亡,导致心脏发育畸形。抗氧化剂NAC不能拮抗EOM引起的AHR活性。(2)较低剂量的RSV(0.1、1和10 mg/L)对斑马鱼胚胎心脏发育没有显著影响,但高浓度的RSV(100mg/L)明显增加斑马鱼胚胎心脏畸形。因此,在后续实验中选取10 mg/L的RSV。研究表明RSV可以显著减轻由EOM引起的斑马鱼胚胎心脏畸形。同时,RSV也能减轻EOM引起的斑马鱼胚胎心脏部位的ROS产生、DNA损伤和细胞凋亡。此外,RSV减弱了 EOM引起的氧化应激(sod1,sod2,cat,nrf2a,nrf2b,gstp1,gstp2),细胞凋亡(p53,bax)和心脏发育(nkx2.5,sox9b,axin2)相关基因的mRNA表达变化。我们还发现PM2.5增加了斑马鱼中总Sod(Total-Sod),Sod1和Sod2的活性,而添加RSV有抑制作用。但是,RSV不能抑制EOM引起的AHR活性升高及其靶基因(cyp1a1、cyp1b1)的表达变化。结论:本研究表明1)PM2.5通过激活AHR活性引起ROS过量产生,引起DNA损伤和细胞凋亡,导致斑马鱼胚胎心脏畸形;2)AHR拮抗剂CH、抗氧化剂NAC和白藜芦醇均能减弱PM2.5引起的DNA损伤、细胞凋亡及心脏发育异常;3)抑制AHR减轻PM2.5引起的氧化应激,但抑制ROS对PM2.5引起的AHR活性升高没有显著影响;4)白藜芦醇通过抑制氧化应激而非拮抗AHR对PM2.5所致心脏发育异常起保护作用。