猪舍空气细颗粒物对猪肺泡巨噬细胞精氨酸代谢和糖酵解的影响

摘要

[目的]本试验旨在探究猪舍空气细颗粒物(PM_(2.5))对猪肺泡巨噬细胞极化相关的精氨酸代谢和糖酵解以及TLR4-NF-κB信号通路的影响。[方法]选用猪肺泡巨噬细胞系(3D4/21)作为细胞模型，设置不同质量浓度(0、25、50和100μg·mL~(-1))的PM_(2.5)和不同处理时间(4、8、12、16、20和24 h)处理细胞，收集细胞测定精氨酸代谢、糖酵解以及TLR4-NF-κB信号通路相关指标。[结果]PM_(2.5)处理细胞12 h后，细胞上清液中一氧化氮(NO)浓度随PM_(2.5)处理浓度的升高而逐渐上升，当PM_(2.5)浓度大于50μg·mL~(-1)时，NO浓度极显著升高(P<0.01)。以50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理细胞培养不同时间，发现PM_(2.5)处理16 h内细胞上清液中NO浓度逐渐升高；随着细胞处理时间的延长，PM_(2.5)对细胞的影响逐渐减轻。此外，不同浓度PM_(2.5)处理12 h,细胞内精氨酸酶活性降低，其中，50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理组与对照组相比差异极显著(P<0.01)。同时，随着PM_(2.5)浓度的升高，细胞内乳酸生成量/葡萄糖消耗量(L/G)值升高(P<0.05),标志着细胞内葡萄糖向乳酸转化的比率增高，糖酵解相关基因GLUT-1和GAPDH mRNA表达水平显著提高(P<0.05);100μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理显著提高了细胞内IL-1β mRNA表达水平(P<0.01);50μg·mL~(-1) PM_(2.5)处理后M2巨噬细胞标志物CD206 mRNA表达水平显著降低(P<0.05),100μg·mL~(-1) PM_(2.5)显著增加细胞TLR4和MyD88 mRNA表达水平(P<0.05)和p-p65蛋白表达水平(P<0.05),激活TLR4-NF-κB信号通路。[结论]猪舍空气PM_(2.5)能够诱导猪肺泡巨噬细胞发生炎症反应，促进细胞内精氨酸和葡萄糖代谢向M1表型特征的代谢转换。

关键词

细颗粒物(PM_(2.5)) / 猪肺泡巨噬细胞 / 巨噬细胞极化 / 精氨酸代谢 / 糖酵解 / p-p65蛋白

基金资助

国家自然科学基金项目(32072781,31772648)