摘要
大气细颗粒物(Fineparticulatematters,PM2.5)与人类的健康密切相关，暴露于PM2.5会对呼吸系统、心血管系统、神经系统等造成不良健康影响。抑郁症是一种常见且危害巨大的精神疾病。已有流行病学研究发现，环境PM2.5暴露与抑郁症的发展和恶化存在密切联系，其中脑源性神经营养因子是抑郁症研究的常见靶点。目前，很少有毒理学研究探索大气PM2.5暴露对实验动物抑郁易感性的影响，且其中的内在分子机制尚不清楚。 目的: 基于以上研究背景，本课题提出了以下研究目的:①明确大气细颗粒物暴露对小鼠抑郁易感性的影响;②探索BDNF-MAPK-CREB信号通路在PM2.5暴露诱发应激小鼠抑郁样行为中的潜在作用机制。 方法: 将雄性C57B1/6小鼠随机分为两组，暴露于过滤空气(Filteredair,FA)或者浓缩大气细颗粒物(ConcentratedambientPM2.5,CAP)仓中12周，每周暴露5天，每天暴露8小时。暴露结束后，依次进行旷场实验、高架十字迷宫实验、悬尾实验、糖水偏好实验、大理石埋藏实验等一系列的行为学实验，之后将小鼠单笼饲养应激3周，随之再依次进行相同的行为学实验。行为学实验结束后，使小鼠进行磁共振扫描。所有的操作结束后，小鼠进行解剖取材。 在整个实验过程中，每周称量记录小鼠的体重和摄食量，以研究PM2.5暴露对小鼠生长轨迹的影响。比较两次行为学的指标，以探索大气细颗粒物暴露对小鼠抑郁易感性的影响。第二次行为学实验结束后，小鼠接受磁共振扫描以探索PM2.5暴露对小鼠脑的结构和功能的影响。收集小鼠支气管肺泡灌洗液，进行BCA蛋白测定、细胞计数和细胞分型;固定小鼠肺组织，进行H&E染色和炎症评分;收集小鼠肺组织，使用RT-qPCR评估肺部炎症因子的表达，以确定PM2.5暴露对应激小鼠肺内炎症指标的影响。收集小鼠脑部海马体、嗅球等组织进行westernblot实验，以探索BDNF信号通路在PM2.5暴露引发小鼠抑郁易感中的潜在作用机制。 结果: 每周称量的小鼠体重和摄食量的数据结果说明PM2.5的暴露对小鼠的体重和摄食量没有影响。 小鼠的行为学实验结果表明，旷场实验中，与FA组的应激小鼠相比，CAP组的应激小鼠运动距离下降、待在中心的时间显著减少;高架十字迷宫实验中，应激后的CAP组小鼠表现出开放臂的时间和频率显著下降;在悬尾实验中，CAP组小鼠应激后不动时间显著增加。由此可见，FA组和CAP组接受应激前的小鼠都没有出现焦虑或抑郁样行为，而CAP组小鼠应激后则表现出了明显的抑郁样行为。因此，行为学实验的结果表明，PM2.5暴露增加了小鼠的抑郁易感性。 MRI的结果揭示，PM2.5暴露改变了应激小鼠伏隔核脑区的体积及额叶、伏隔核、嗅球脑区的基于体素的形态学结构;同时还主要影响了应激小鼠大脑皮层部位的低频振幅和局部一致性，以及纹状体、嗅球相关的功能连接。 在肺部的一系列实验中，CAP组应激小鼠BALF中的细胞计数、细胞分型、蛋白含量较FA组都没有统计学差异。肺组织的HE染色评分显示无统计学差异，肺部的炎症因子表达也没有统计学差异，表明在停止PM2.5暴露8周后，肺部没有表现出明显的炎症反应。 脑区的Westernblot实验结果表明，CAP组应激小鼠嗅球部位的BDNF、MAPK的蛋白表达显著下降，而其他脑区包括海马体、内侧前额叶皮质、大脑皮层等中BDNF-CREB信号通路上相应蛋白的表达均没有改变。 结论: PM2.5暴露提高了小鼠的抑郁易感性，并改变了应激小鼠脑的结构和功能。其中，BDNF-MAPK-CREB信号通路（特别是嗅球区）可能是影响PM2.5暴露致抑郁易感的关键作用机制。
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