摘要：气道黏液高分泌是慢性气道炎性疾病的重要临床特征，并且是导致呼吸系统重症发病率升高甚至死亡的关键诱因。目前气道炎症相关毒理学研究主要使用动物模型或二维细胞模型，前者存在效率低的问题，后者存在黏液分泌功能缺失的局限性。本研究采用人支气管上皮细胞（16 human bronchial epithelial cell line， 16HBE），使用悬浮培养法将细胞接种到U形底96孔超低吸附板，48 h后形成形状规则的三维球体，直径为（272.7±16.9） μm。使用该三维模型测试7种参考化学品的毒性效应。采用ATP法测试细胞毒性，7种化学品的EC50值为8.2 μmol·L-1～668 mmol·L-1，与其急性吸入毒性分级相似，且高浓度暴露组细胞球出现解离。进一步在不产生细胞毒性的暴露浓度下原位检测黏蛋白及紧密连接蛋白的表达变化，百草枯、异佛尔酮二异氰酸酯、重铬酸钾、戊二醛、氯化镉使MUC5AC表达升高至对照组的1.24倍～1.34倍。除百草枯外，其余4种化学品使Occludin表达下降16%～33%。乙醇和丙酮没有引起2种蛋白的显著性变化。此外，基于比较毒理基因组学数据库进行慢性气道炎性疾病风险分析，百草枯和肺纤维化、哮喘、炎症相关，异佛尔酮二异氰酸酯诱导气道高反应，氯化镉、重铬酸钾、戊二醛诱导炎症，推理分数为4.37～53.79，乙醇和丙酮无慢性炎性呼吸系统疾病风险，与体外测试结果一致。5种有慢性炎性疾病风险的化学品和呼吸疾病相关差异基因共154个，富集的生物学过程主要包括PI3K、TNF、IL-17、HF-1、EGFR通路等。本研究所构建的人源气道上皮细胞三维模型，可用于检测化学品的黏液高分泌诱导效应，具有成本低、可原位检测及高通量的技术优势，需进一步进行方法验证和机制研究，为开发化学品呼吸毒性筛查新方法提供科学依据。
文章目录
0 引言
1 材料与方法
1.1 试剂材料
1.2 三维模型构建及暴露
1.3 细胞活性测定
1.4 细胞形态学分析
1.5 免疫细胞化学实验
1.6 比较毒理基因组学数据库的数据分析
1.7 统计学分析
2 结果与讨论
2.1 受试化学品对16HBE三维模型细胞活力及形态的影响
2.2 受试化学品对16HBE三维模型黏蛋白表达的影响
2.3 受试化学品对16HBE三维模型屏障功能蛋白表达的影响
2.4 受试化学品的慢性气道炎性疾病风险与机制探究
3 结束语
