运动保护PM2.5暴露导致的大鼠肺部损伤:GSK3β介导的eHSP70/iHSP70平衡机制研究

作     者：覃飞 徐旻霄 崔书强 瞿超艺 董亚南 赵杰修 QIN Fei;XU Minxiao;CUI Shuqiang;QU Chaoyi;DONG Yanan;ZHAO Jiexiu

作者机构：暨南大学体育学院广东广州510032 国家体育总局体育科学研究所北京100061 暨南大学广东省速度能力研究重点实验室广东广州510032 首都体育学院体育教育训练学院北京100191 北京市体育科学研究所北京100075 

出 版 物：《体育科学》 (China Sport Science)

年 卷 期：2023年第43卷第1期

页      面：50-59,80页

核心收录：

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(31900845) 国家自然科学基金面上项目(11775059) 

主　　题：运动 PM2.5 颗粒物 肺损伤 炎症 HSP70 

摘      要：探讨长期运动对亚急性PM2.5暴露致大鼠肺脏损伤的保护效应及GSK3β介导的eHSP70/iHSP70平衡机制。32只Wistar大鼠(雄性,8周龄)随机分为4组(8只/组),即安静对照组(sedentary,S)、运动训练组(exercise,E)、安静+PM2.5暴露组(sedentary+PM2.5 exposures,S+PM2.5)和运动+PM2.5暴露组(exercise+PM2.5 exposures,E+PM2.5)。E组和E+PM2.5组大鼠进行8周跑台运动(60 min/次、5次/周);运动结束后,S+PM2.5组和E+PM2.5组进行3周亚急性PM2.5暴露染毒(7天/周,6 h/d);暴露结束后,采用全身体描箱测试肺功能。24 h后采集大鼠肺脏、血浆及肺灌洗液,检测肺灌洗液中炎症因子(TNF-α、IL-1α、IL-6)及血浆eHSP70含量;观察肺脏组织形态结构;采用免疫印迹法检测肺脏iHSP70、TLR-4、NF-κB p65、IκBα、p-IκBα、IKKβ、p-IKKβ、P38、p-P38、HSF1、p-HSF1ser303、GSK3β和p-GSK3βser9通路蛋白分泌水平。研究发现,暴露染毒后肺组织出血,大量炎性细胞聚集在肺泡腔,肺泡间隔增厚。与S组相比,S+PM2.5组肺功指标MV、TV、EF50、PIF、PEF显著更低,PAU和Te显著更高;肺灌洗液TNF-α、IL-1α和IL-6、血浆eHSP70显著更高;肺组织iHSP70显著更低,相关通路中TLR-4、NF-κB p65、p-IκBα、IKKβ、p-IKKβ、GSK3β、p-P38和p-HSF1ser303蛋白水平显著更高,IκBα、HSF1、p-GSK3βser9显著更低。与S+PM2.5组相比,E+PM2.5组肺组织局部的出血情况、炎性浸润程度均明显改善;肺功指标TV、MV、EF50、PIF、PEF显著更高,PAU和Te显著更低;肺灌洗液IL-1α、TNF-α、IL-6和血浆eHSP70分泌水平显著更低;肺组织iHSP70显著更高,相关通路中TLR-4、NF-κB p65、p-IκBα、IKKβ、p-IKKβ、GSK3β、p-P38和p-HSF1ser303蛋白水平显著更低,IκBα、HSF1、p-GSK3βser9显著更高。研究认为,长期规律性运动可下调大鼠肺上皮细胞P38MAPK磷酸化水平,可能通过增加GSK-3β磷酸化使GSK3β失活,增加HSF1分泌水平,上调iHSP70,改善大气颗粒物所致的呼吸系统炎症机体的eHSP70/iHSP70平衡紊乱,进而阻断TLR-NFκB炎症信号通路,抑制炎症。