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研究背景随着对环境污染的关注,大气颗粒物(particulate matter,PM)已经成为环境质量监测的重要指标。PM是由酸、有机化学品、金属、土壤或尘土颗粒等组成的极小颗粒和液滴的复杂混合物。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,也称PM2.5。由于PM2.5粒径小,表面积相对大,因而更容易富集环境中存在的金属离子、细菌病毒、有机物质以及酸性氧化物等,进而更易对人体健康造成不良影响,PM2.5给人类带来的健康隐患更大。已有相关研究表明皮肤暴露于PM2.5可以引起特异性皮炎、促进皮肤老化、加重痤疮及湿疹等炎症性皮肤疾病。日光中的紫外线,尤其是中波紫外线(UltravioletB,UVB),是造成人体皮肤损害最常见的环境因素之一,而角质形成细胞是皮肤表皮的重要组成部分,占表皮细胞的90%,是UVB辐射的主要靶细胞。UVB可对角质形成细胞产生氧化应激,DNA损伤和细胞凋亡等损伤效应,甚至引起皮肤癌。作为暴露于外界环境中的人体皮肤,是极易受到上述两种环境致伤因素联合作用的,本研究的目的就是基于此而去初步探讨PM2.5联合UVB处理对人皮肤角质形成细胞HaCaT的功能影响并探讨其可能机制,以期为今后相关的防治工作提供理论基础。实验方法①收集环境中PM2.5并用ICP-MS进行其金属成分分析;②MTT法测定PM2.5对HaCaT细胞的半数抑制浓度(50%concentration of inhibition,IC50);将细胞分为空白对照组(NC组)、单纯IC50浓度的PM2.5处理组(PM2.5组)、单纯30DmJ/cm2的UVB照射组(UVB组)和PM2.5处理联合UVB照射组(联合处理组),MTT法检测各处理方式对细胞活力的抑制;③流式细胞术检测不同处理对细胞凋亡的影响;④Western blot检测不同处理后PARP、LC3、p-Cdc2、p-Chk1、14-3-3σ的蛋白表达;⑤荧光定量PCR检测mRNA14-3-3σ表达变化。研究结果①PM2.5样品中金属成分的浓度从高到低有Ca、Zn、Ba、Al、Cu、Pb等;②单纯PM2.5处理HaCaT细胞IC50约为300μg/ml;③在处理后24h,各组细胞活力均被显著抑制,PM2.5组、UVB组及联合处理组的增殖被显著抑制(P<0.001),其中联合处理组细胞活力最低(P<0.001);④流式分析结果显示,与NC组比,PM2.5组、UVB组以及联合处理组细胞凋亡率增加(P<0.01),联合处理组细胞凋亡率较PM2.5组增加(P<0.05),但低于UVB照射组(P<0.01);与NC组比,UVB组S期细胞占比增加(P<0.01),联合处理组G2/M期细胞占比增加(P<0.05);⑤蛋白免疫印迹实验显示PM2.5组、UVB组以及联合处理组自噬标志蛋白LC3-Ⅱ、凋亡标志蛋白PARP较NC组均有增加,联合处理组中PARP较UVB组减少,LC3-Ⅱ较 PM2.5 组、UVB 组增加;p-Cdc2、p-Chk1、14-3-3σ蛋白表达均较NC组升高,UVB组均呈现最高;⑥14-3-3σ的mRNA在PM2.5组、UVB组以及联合处理组较NC组增加,联合处理组较UVB组增加。研究结论PM2.5能增加UVB对HaCaT细胞的损伤,其主要可能通过增加细胞自噬,而非凋亡方式;PM2.5联合UVB处理后影响细胞周期改变。