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目的:氡已成为继吸烟之后第二位主要的肺癌致病因子,目前大量研究主要集中于氡致肺癌的流行病学调查,而有关的动物实验与分子机制研究仍然十分缺乏。本研究采用氡室吸入染氡,观察氡及其子体对小鼠肺组织线粒体的损伤作用,为阐明氡及其子体导致肺组织损伤作用的机制提供实验基础资料。方法:6-8周龄雄性BALB/c小鼠,适应性喂养一周后,随机分为7组(每组10只),通过HD-3型氡室进行吸入染氡,每天染氡8h,当染氡剂量分别达到6,12,18,60,120,180工作水平月(WLM)后,空腹12h,颈椎脱臼处死小鼠。取对照组和各染氡组小鼠肺组织,采用苏木素-伊红(HE)染色观察肺组织病理改变,并取小鼠气管-支气管进行酶解消化,分离气管-支气管上皮细胞。采用流式细胞术检测小鼠气管-支气管上皮细胞内活性氧(ROS)、线粒体膜电位(MMP)和细胞凋亡水平;采用WST-8法检测对照组和各染氡组肺组织线粒体中超氧化物歧化酶(SOD)的活性;硫代巴比妥酸法(TBA)法检测丙二醛(MDA)的含量;实时荧光定量 PCR(Real-time PCR)检测 Cyt-C mRNA、COX-2 mRNA 表达、线粒体 DNA拷贝数;酶标仪检测ATP水平的变化。6-8周龄雄性BALB/c小鼠,适应性喂养一周后,随机分为4组(每组10只):对照组、180WLM、褪黑素组(Mel)、180WLM+Mel组,按照上述检测方法,测定褪黑素处理后小鼠肺组织相关指标的变化。采用免疫组织化学分析方法,测定对照组、褪黑素组(Mel)、180WLM、180WLM+Mel组肺组织中细胞自噬相关蛋白p62和LC3B的表达以及细胞凋亡因子caspase-3的表达;Real-time PCR检测各组肺组织中p62、LC3B、caspase-3 mRNA的表达水平。结果:小鼠肺组织HE染色结果显示,低剂量组与对照组比较无明显差异,随着染氡剂量的增加,高剂量组肺泡间隔增厚,肺泡壁破裂严重,支气管腔内上皮细胞脱落增多,支气管粘膜下出现炎症细胞浸润增多。与180WLM染氡组比较,180WLM+褪黑素组肺泡间隔厚度增生减轻,支气管壁上皮细胞脱落减少,支气管粘膜下出现炎症细胞浸润减少,支气管腔异物减少,纤毛排列较整齐。随着染氡剂量的增加,小鼠气管-支气管上皮细胞ROS、MDA、细胞凋亡水平升高,肺组织 SOD、Cyt-C mRNA、COX-2 mRNA、MtDNA 拷贝数、ATP水平下降。与 180WLM 染氡组比较,180WLM+褪黑素组气管-支气管上皮细胞ROS、细胞凋亡、MDA水平下降,小鼠肺组织MMP、SOD、Cyt-C mRNA、COX-2 mRNA、ATP、MtDNA拷贝数水平上升。小鼠肺组织免疫组化结果表明,与对照组比较,随着染毒剂量的增加,caspase-3、p62、LC3B阳性数、caspase-3 mRNA的表达、细胞自噬标志蛋白p62、LC3B mRNA的表达升高。与180WLM剂量组比较,180WLM+褪黑素组caspase-3、p62、LC3B阳性数、caspase-3 mRNA的表达、细胞自噬标志蛋白p62、LC3B mRNA的表达降低。结论:(1)长期低剂量氡暴露可导致肺组织线粒体损伤;(2)褪黑素可能通过降低机体氧化应激水平而对氡暴露导致的肺组织损伤起保护作用;(3)氡及其子体可能通过活性氧途径诱导细胞自噬和细胞凋亡的发生,但具体的研究机制仍需进一步探索。