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目的PM2.5别名细颗粒物,特指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,其在大气中浓度水平越高,空气质量就越差,对人体健康危害就越大。国内外流行病学证据表明,暴露于PM2.5能提高呼吸系统和心血管疾病的发生率及死亡率。FGF21和糖脂代谢密切相关,外源性FGF21治疗对于糖尿病动物体内心血管疾病危险因子水平的降低有显著作用,对心血管具有保护作用。本研究的目的是通过建立PM2.5长期吸入引起血管内皮损伤动物模型,明确PM2.5长期吸入导致心血管内皮细胞的损伤及程度;通过检测FGF21以及相关信号通路表达,明确相关信号通路分子与血管内皮损伤的相关性。方法本实验动物选取SPF级6周龄雄性ICR小鼠46只,将其随机分为2组,包括对照组和PM2.5组,每组23只,饲育26周,建立PM2.5长期吸入致小鼠血管内皮损伤模型。利用伊文斯蓝染色结果诊断小鼠血管内皮的通透性改变;利用HE染色进行病理组织学诊断;以及利用免疫组织化学技术检测FGF21、PI3K、AKT、eNOS、CD31、VCAM-1在血管内皮细胞中的表达情况。采用SPSS22.0统计软件分析,病理学诊断结果使用Fisher’s确切概率法;免疫组织化学染色结果使用χ~2检验进行统计学分析。认为p<0.05有统计学差异。结果1.暴露于PM2.5会改变小鼠主动脉的通透性。通过观察将伊文斯蓝溶液注射到小鼠的尾静脉中来检测血管内皮细胞的通透性。结果显示:暴露于PM2.5会加速伊文斯兰的积累,PM2.5组吸光度明显高于对照组。吸光度是一个物理量,用来权衡光被吸收的程度,吸光度越高表明伊文斯蓝的成分越多。这项实验结果表明,长期吸入PM2.5可以显著增加血管通透性。2.PM2.5长期吸入能导致小鼠血管内皮病理学改变。镜下可见,对照组血管主动脉管壁均匀,厚薄相当,细胞间排列有序,未见明显异常。PM2.5组结果显示:在血管内膜可见坏死的内皮细胞,核固缩成团,排列紊乱,部分内膜断裂和剥脱,可见内膜细胞增生;在血管壁中膜平滑肌细胞肿胀,细胞间隙增大;及血管壁中膜弹力层断裂,炎细胞浸润。3.对照组小鼠血管主动脉病变的发生率明显低于PM2.5组。根据HE染色结果,对血管主动脉病变的发生率进行了比较。与对照组相比,发生在PM2.5组小鼠血管壁内皮细胞坏死发生率无统计学意义(p>0.05),内膜剥脱的发生率有统计学差异(p<0.01),内皮细胞增生的发生率有统计学差异(p<0.01),血管壁中膜细胞间隙增大的发生率显著高于对照组(p<0.01),以及血管壁中膜弹力层断裂,炎细胞浸润显著高于对照组(p<0.05)。这项实验结果表明,长期吸入PM 2.5可以造成血管内皮损伤。综上,我们成功建立了PM2.5长期吸入引起心血管内皮损伤动物模型。4.通过免疫组化方法检测各组小鼠血管内皮细胞中FGF21、PI3K、AKT、eNOS、CD31、VCAM-1的表达水平:在PM2.5组中,40%(8/20)的小鼠血管内皮细胞中FGF21呈高表达,明显低于对照组(p<0.05);55%(11/20)的小鼠血管内皮细胞中PI3K呈高表达,与对照组相比无统计学差异(p>0.05);40%(8/20)的小鼠血管内皮细胞中AKT呈高表达,与对照组相比无统计学差异(p>0.05);45%(9/20)的小鼠血管内皮细胞中eNOS呈高表达,与对照组相比明显低于对照组(p<0.05)。25%(5/20)的小鼠血管内皮细胞中CD31呈高表达,与对照组相比明显低于对照组(p<0.01);70%(14/20)的小鼠血管内皮细胞中VCAM-1呈高表达,与对照组相比高于低于对照组(p<0.05)。结论PM2.5长期吸入可致ICR小鼠心血管内皮细胞损伤,引起血管病理学改变。其可能的机制是:PM2.5的长期吸入会抑制FGF21的表达,触发炎症反应,从而刺激炎症分子VCAM-1的表达;抑制血小板-内皮细胞粘附分子CD31的表达,导致内皮细胞通透性增加。这可能与eNOS的蛋白表达降低有关,而与PI3K/AKT途径无关。