从环境颗粒物中分离的Cu-和Fe-对人类结肠CaCo-2细胞中的线粒体动力学的影响

科学领域:

• 环境健康 环境健康
• 毒理学 毒理学 毒理学
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 大气颗粒物 (PM) 是一种主要的人为空气污染物,具有已知的呼吸和心血管影响.
• 新出现的证据将空气污染暴露与胃肠道 (GI) 疾病 (如尾炎,结肠直肠癌和炎症性肠病) 联系起来.
• 炎症是肠道中PM毒性的假设机制.

研究的目的:

• 为了研究特定的氧化还原活性颗粒物成分,铜 (Cu) 和铁 (Fe) 对人类肠道细胞的影响.
• 分析PM暴露对细胞超结构,氧化还原稳态和线粒体标记物的影响.
• 探索PM暴露和胃肠道疾病之间的关系.

主要方法:

• 人体肠道细胞被暴露在Cu-和Fe-PM成分中,单独或组合.
• 评估了超结构完整性,氧还原稳态 (ROS水平) 和线粒体质量.
• 分析了线粒体动力学标记物的基因和蛋白质表达 (OPA1,Mitofusin1,PINK,Parkin).
• 测量了跨上皮抵抗以评估屏障功能.

主要成果:

• 暴露于Cu和Fe-PM诱导了内质网膜和线粒体的超结构损伤,结合时具有添加效应.
• 观察到活性氧物种 (ROS) 的增加和线粒体质量的减少,这表明线粒体是金属暴露的目标.
• 暴露于PM改变了线粒体动力学标志物的基因和蛋白质水平:OPA1增加,Mitofusin1与Fe减少,PINK由Fe调节,Parkin受到Cu的影响.
• 经皮质抗性显著下降,这表明肠道屏障功能受损.

结论:

• 特定的氧化还原活性PM成分 (Cu,Fe) 在人类肠道细胞中诱导细胞损伤和线粒体功能障碍.
• 暴露于颗粒物对肠道细胞完整性和屏障功能产生负面影响.
• 这些发现支持污染暴露与胃肠道疾病发病率增加之间的相关性.