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大气PM2.5等悬浮颗粒物浓度上升,可对人体呼吸道造成损害,导致支气管哮喘发生和急性发作。识别大气PM2.5影响哮喘发生和进展过程中的关键分子和信号通路,从而采取相应的干预措施,对哮喘的诊治和预后具有重要意义。Muc5ac是人类呼吸道中主要的黏蛋白,其产生和分泌与支气管哮喘的发病、治疗和预后密切相关。适当的Muc5ac有助于将异物排除体外,维护机体健康;Muc5ac表达分泌过量,可形成黏液栓,加重哮喘,甚至可诱发死亡。由此可见,Muc5ac表达分泌量是影响哮喘的重要因素。大气PM2.5进入气道时,可影响黏液和黏蛋白的表达和分泌,但大气污染物通过何种机制调控黏蛋白的分泌尚未完全阐明。本研究给予Beas-2B细胞和健康大鼠以及哮喘大鼠不同浓度大气PM2.5暴露,通过检测Notch信号通路中受体（Notch1、Notch2、Notch3、Notch4）和配体（Jadgged1、Jadgged2、Dll3、Dll4）、下游靶基因Hes1以及黏蛋白Muc5ac的m RNA和蛋白水平变化,明确大气PM2.5暴露对Notch信号通路以及黏蛋白Muc5ac表达的影响;并采用Notch信号通路抑制剂DAPT进行通路抑制,通过检测Notch信号通路抑制组和正常组Beas-2B细胞和健康大鼠以及哮喘大鼠不同浓度PM2.5暴露后黏蛋白Muc5ac的表达情况,探讨Notch信号通路在PM2.5介导的支气管哮喘黏蛋白Muc5ac分泌中的调控机制。目的:明确Notch信号通路在大气PM2.5介导Beas-2B细胞黏蛋白Muc5ac分泌中的调控机制及其在大气PM2.5介导支气管哮喘大鼠黏蛋白分泌中的调控机制,为支气管哮喘和临床黏蛋白分泌亢进相关疾病提供治疗靶点。方法:以Beas-2B细胞为研究对象,分别给予不同浓度（0μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、400μg/ml）PM2.5染毒12h、24h和48h,应用MTT方法检测细胞存活率,应用q PCR和western技术检测Notch信号通路中受体、配体、下游靶基因Hes1以及黏蛋白Muc5ac的m RNA和蛋白水平。给予Beas-2B细胞Notch信号通路抑制剂DAPT 48h后,分别给予不同浓度（0μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、400μg/ml、）PM2.5染毒12h、24h和48h,采用MTT方法检测细胞存活率,应用q PCR和western技术检测Notch信号通路中受体、配体、下游靶基因Hes1以及黏蛋白Muc5ac的m RNA和蛋白水平。建立支气管哮喘大鼠模型,分别给予PM2.5暴露和DAPT干预,HE染色观察肺组织病理变化,AB-PAS染色观察气管黏液,应用ELISA方法检测气道和肺组织黏蛋白Muc5ac水平,应用q PCR和western技术检测Notch信号通路基因和Hes1基因的表达水平。采用IBM SPSS 24.0进行数据分析。结果:1.100μg/ml和200μg/ml PM2.5暴露12h,Beas-2B细胞存活率显著高于对照组（P<0.05）;随着PM2.5暴露时间延长、暴露浓度升高,Beas-2B细胞存活率显著降低（P<0.05）。2.各剂量PM2.5暴露12h,Beas-2B细胞Muc5ac m RNA的相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）;随着PM2.5暴露时间延长、暴露浓度升高,Muc5ac m RNA相对表达量显著降低（P<0.05）。除100μg/ml PM2.5暴露24h外,各剂量PM2.5暴露12h、24h和48h,Muc5ac蛋白的表达量显著低于对照组,且100μg/ml PM2.5暴露组Muc5ac蛋白的表达量最高,200μg/ml PM2.5暴露组Muc5ac蛋白的表达量最低（P<0.05）;随着PM2.5暴露时间延长,Muc5ac蛋白表达呈现先升高后降低的趋势（P<0.05）。3.100μg/ml和200μg/ml PM2.5暴露12h,Beas-2B细胞Hes1 m RNA相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）;随着PM2.5暴露时间延长,各剂量Hes1 m RNA相对表达量均显著降低（P<0.05）。400μg/ml PM2.5暴露48h,Hes1蛋白表达量显著高于对照组（P<0.05）。4.不同时间不同剂量PM2.5暴露对Beas-2B细胞Notch信号通路基因表达水平影响不同。其中,PM2.5暴露组Beas-2B细胞Nocth1、Notch2、Notch3 m RNA相对表达量均显著低于对照组（P<0.05）;Beas-2B细胞Nocth1、Notch2 m RNA相对表达量随着PM2.5暴露时间延长、暴露浓度升高均显著降低（P<0.05）;Notch3m RNA相对表达量随着PM2.5暴露时间延长呈现先降低后升高的趋势（P<0.05）;Notch4 m RNA相对表达量随PM2.5暴露时间延长显著降低（P<0.05）。PM2.5暴露组Beas-2B细胞Nocth1蛋白表达量随暴露浓度增加呈下降趋势,随暴露时间延长呈升高趋势（P<0.05）;Nocth2蛋白表达量随PM2.5暴露浓度增加和暴露时间延长呈先升高后降低的趋势（P<0.05）;而Nocth3和Notch4蛋白表达量随着PM2.5暴露浓度增加和暴露时间延长呈先降低后升高的趋势（P<0.05）。5.不同时间不同剂量PM2.5暴露,Beas-2B细胞Muc5ac m RNA相对表达量与Hes1 m RNA相对表达量呈正相关（P<0.01）。短时间中、低剂量PM2.5暴露,Beas-2B细胞Muc5ac m RNA相对表达量与Notch2和Jaddged2 m RNA相对表达量呈负相关（P<0.05）;高剂量PM2.5暴露24h,Beas-2B细胞Muc5ac m RNA相对表达量与Notch3 m RNA相对表达量呈正相关（P<0.01）。6.当Notch信号通路被抑制后,Beas-2B细胞Muc5ac m RNA相对表达量随着PM2.5暴露剂量的升高、染毒时间的延长明显降低（P﹤0.05）;暴露于PM2.5的Beas-2B细胞Muc5ac蛋白表达量低于对照组,但随着PM2.5暴露时间延长明显升高（P﹤0.05）;Hes1 m RNA及蛋白相对表达量随着PM2.5暴露时间延长明显降低（P﹤0.05）。7.与正常大鼠比较,支气管哮喘大鼠肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞增加。暴露于1.5 mg/kg PM2.5组大鼠肺泡灌洗液中单核细胞更多,暴露于7.5 mg/kg PM2.5组大鼠肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞更多。暴露于37.5 mg/kg PM2.5的大鼠肺泡灌洗液中充满了细胞,主要包括嗜酸性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞。8.哮喘模型低剂量组大鼠肺组织淋巴细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞浸润增加,伴有不规则肺泡扩张;哮喘模型中剂量组大鼠肺泡组织中可见大量嗜酸性粒细胞和巨噬细胞;哮喘模型高剂量组肺泡腔内可见大量嗜酸性粒细胞和淋巴细胞。9.随着PM2.5暴露浓度的增加,大鼠肺组织Hes1蛋白水平增加;与对照组和哮喘模型低剂量组比较,大鼠肺组织Hes1蛋白表达水平在哮喘模型中、高剂量组显著增加（P<0.05）。10.哮喘模型低、中剂量组大鼠气管杯状细胞增殖和粘蛋白分泌均显著高于模型对照组,而哮喘模型高剂量组黏液分泌无显著增加。11.与哮喘模型低、中剂量组比较,哮喘模型高剂量组大鼠气管黏蛋白Muc5ac水平显著升高（P<0.05）。然而,各组间肺组织粘蛋白Muc5ac水平无显著差异。12.在Notch信号通路抑制实验中,健康对照通路抑制组大鼠Hes1表达量明显低于健康对照组（P<0.05）,哮喘模型通路抑制组Hes1表达量明显低于哮喘模型组（P<0.05）。且哮喘模型通路抑制组中大鼠气管和肺组织的Muc5ac表达水平明显低于哮喘模型组（P<0.05）。结论:1.PM2.5对肺上皮存在明显的损伤作用。2.短时间暴露于PM2.5,为清除污染物分泌大量黏蛋白;但随着暴露时间延长、暴露浓度升高,可能引起细胞受损,气道黏蛋白分泌反而下降,气道清除污染物能力下降,从而可能导致呼吸系统疾病的发生和发展。3.Notch信号通路可能通过Hes1正向调控PM2.5对Beas-2B细胞黏蛋白Muc5ac分泌的影响。4.在m RNA水平上,Jadgged2、Notch2可能负性调控黏蛋白Muc5ac的表达,Notch3可能正性调控黏蛋白Muc5ac的表达;在蛋白质水平上,Notch2、Notch4、Jadgged2可能正向调控Muc5ac的表达,Notch3可能对Muc5ac发挥负向调控作用。5.小剂量PM2.5可刺激大鼠肺泡单核细胞浸润,从而帮助机体去除PM2.5;中剂量PM2.5暴露,大鼠主要表现为过敏反应;大剂量PM2.5暴露,机体状态完全紊乱,可能导致哮喘疾病的发生和发展。6.PM2.5可以以剂量依赖的方式诱导哮喘大鼠Hes1表达增加,从而激活Notch信号;阻断Notch信号,Hes1表达水平下降。7.PM2.5能诱导支气管哮喘大鼠产生较强的炎症反应以及黏液和黏蛋白Muc5ac分泌增加;阻断Notch信号通路可以降低炎症反应和黏液分泌。8.Notch信号通路可能是通过调控Hes1的表达在PM2.5影响哮喘发生和进展中起调控作用。