フィルター付き空気介入は、PM2.5曝露後の成人雄雌ラットにおいて、炎症と視床下部-下垂体-副腎軸の活性化を減少させることが示された

Filtered air intervention reduces inflammation and hypothalamus-pituitary-adrenal axis activation in adult male and female rats after PM 2.5 exposure.

• Cuiying Liu
• Jian Yang
• Longfei Guan
• Yuequan Zhu
• Xiaokun Geng

抄録

これまでの研究では、粒子状物質2.5（PM2.5）への暴露が全身の炎症を刺激し、視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸を活性化させ、その両方が脳卒中の発生率と死亡率に関連していることが示されている。しかし、フィルター付き空気（FA）介入が炎症とHPA軸の活性化を調節するかどうかは、まだほとんどわかっていない。FA群とPM2.5群では、成人Sprague-Dawley雄ラットと雌ラットをそれぞれFAまたはPM2.5に6ヶ月間曝露した。PM2.5+15日FA群では、PM2.5曝露後15日FAを6ヶ月間受けることで達成された。血中および脳内の免疫細胞および炎症性バイオマーカーレベルをフローサイトメトリー、ELISA、qRT-PCRで解析した。HPA軸の活性化を評価するために、血液中のホルモンレベルもELISAで解析した。FA介入は、雄ラットと雌ラットの両方において、PM2.5曝露後に減少した血中CD4 T細胞とT細胞の割合を増加させた。ELISAおよびqRT-PCRの結果から，FA介入は末梢血中の炎症性バイオマーカーのレベルを有意に低下させ，大脳皮質，海馬および線条体の神経炎症を緩和させた．また、FAの介入はまた、視床下部と下垂体と副腎の炎症を抑制し、HPA軸ホルモンのレベルを減少させた。これらの結果から、FAの介入は、雄ラットと雌ラットの両方でPM2.5曝露後の炎症とHPA軸の活性化を減少させることで、脳に保護効果を発揮することが示された。

Previous studies have indicated that particulate matter 2.5 (PM2.5) exposure stimulates systemic inflammation and activates the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis, both of which are associated with stroke incidence and mortality. However, whether filtered air (FA) intervention modulates inflammation and HPA axis activation is still largely unknown. For FA group and PM2.5 group, adult Sprague-Dawley male and female rats were exposed to FA or PM2.5 for 6 months, respectively. For PM2.5 + 15 days FA group, the rats were achieved by receiving 15 days FA after PM2.5 exposure for 6 months. The immune cells and inflammatory biomarker levels in the blood and brain were analyzed by flow cytometry, ELISA, and qRT-PCR. To assess HPA axis activation, the levels of hormones in the blood were also analyzed by ELISA. FA intervention increased the percentage of CD4 T cells and T cells in the blood, which had decreased after PM2.5 exposure in both male and female rats. The ELISA and qRT-PCR results showed that FA intervention significantly reduced the levels of inflammatory biomarkers in the peripheral blood, and alleviated neuroinflammation in the cortex, hippocampus, and striatum. In addition, FA intervention also inhibited the inflammation in the hypothalamus and pituitary and adrenal glands, and decreased the levels of HPA axis hormones. Our results indicate that FA intervention exerts a protective effect on the brain by decreasing inflammation and HPA axis activation after PM2.5 exposure in both male and female rats.