小鼠品系和性别差异对氯甲基异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮诱导肺损伤的影响研究

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  为探究小鼠品系和性别对异噻唑啉酮类物质呼吸毒性的影响,研究人员以 BALB/c 和 C57BL/6 雌雄小鼠为对象,研究 CMIT/MIT 诱导的肺损伤。发现 C57BL/6 更易感,与嗜酸性粒细胞和 Th2 反应相关,为毒性评估提供依据。

  在现代生活中,各类含防腐剂的日用品与工业产品广泛应用,异噻唑啉酮类化合物(如 CMIT/MIT)作为常见防腐剂,虽有良好抑菌效果,但其毒性却逐渐引发关注。尤其是 CMIT/MIT 可能导致的呼吸毒性,在韩国曾因 humidifier disinfectants(HD)产品引发肺损伤案例,但相较于同成分的 PHMG-p,CMIT/MIT 对呼吸系统影响的研究尚不充分。且动物模型的选择对化学毒性评估至关重要,品系和性别差异可能导致不同的毒理反应,而 CMIT/MIT 在这方面的研究仍存在空白。为填补这一空白,韩国毒理学研究所的研究人员开展了相关研究,旨在明确不同品系(BALB/c 和 C57BL/6)及性别小鼠对 CMIT/MIT 诱导肺损伤的易感性差异及机制,该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。
研究人员采用气管内滴注法,对 6 周龄雌雄 BALB/c 和 C57BL/6 小鼠进行 6 次 CMIT/MIT(0.57 和 1.14 mg a.i./kg)暴露,通过检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中细胞计数与细胞因子水平、肺组织病理切片分析以及转录组测序等技术,对比不同组别小鼠的肺损伤情况。

3.1 体重变化


仅雄性 C57BL/6 小鼠在 1.14 mg a.i./kg 剂量组出现显著体重下降且持续至实验结束,其他组体重无明显变化,提示高剂量 CMIT/MIT 对雄性 C57BL/6 小鼠全身状态有影响。

3.2 大体观察和器官重量


C57BL/6 小鼠肺脏变色发生率高于 BALB/c,且 1.14 mg a.i./kg 剂量下,雄性 BALB/c 和雌雄 C57BL/6 小鼠相对肺重量显著增加,表明 C57BL/6 小鼠肺损伤更易通过大体观察和器官重量变化体现。

3.3 组织病理学检查


C57BL/6 雌雄小鼠在高剂量下出现嗜酸性粒细胞浸润、肉芽肿性炎症、黏液细胞增生和肺纤维化,且低剂量已有部分病变;雌性 BALB/c 小鼠病变类似但较轻,雄性 BALB/c 仅黏液细胞增生明显。说明 C57BL/6 对 CMIT/MIT 的组织损伤更敏感。

3.4 BALF 细胞和细胞因子分析


BALB/c 雌性高剂量组嗜酸性粒细胞增多,雄性中性粒细胞增多;C57BL/6 雌雄小鼠嗜酸性粒细胞和中性粒细胞比例升高,且 C57BL/6 中 Th2 型细胞因子(IL-4、IL-5、IL-13)及 TNF-α 显著升高,而 BALB/c 仅雌性 IL-5 升高,揭示 C57BL/6 的 Th2 免疫反应更强。

3.5 炎症相关基因表达差异


转录组分析显示 C57BL/6 差异表达基因(DEGs)数量多于 BALB/c,且 12 个共同 DEGs 中,与嗜酸性粒细胞和 Th2 相关的 Chil4、Itln1 在 C57BL/6 中表达更高。GO 和 IPA 分析表明 C57BL/6 富集更多免疫和纤维化相关通路,Th2 通路激活明显,而雄性 BALB/c 该通路抑制。

研究表明,CMIT/MIT 诱导的肺损伤存在显著品系和性别差异,C57BL/6 小鼠因更强的嗜酸性粒细胞浸润和 Th2 介导的免疫反应而更易感,且雌性 BALB/c 小鼠相较于雄性表现出一定的 Th2 反应倾向。该研究不仅揭示了 CMIT/MIT 呼吸毒性的机制,也强调了实验动物选择时需考虑遗传背景和性别的重要性,为评估人类暴露于 CMIT/MIT 的健康风险提供了关键依据,有助于在毒理学研究和化学品安全评估中更精准地选择模型,预测个体易感性差异,为相关法规制定和临床风险评估提供科学支撑。

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