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摘要本文从以下几个部分展开论述：<br>　　第一部分：基于转录组学及生物信息学探讨PM2.5对Th17细胞分化影响<br>　　目的：本文旨在通过转录组学和生物信息学的方法，探讨PM2.5对Th17细胞分化的影响及其分子机制，为揭示PM2.5在多种疾病中Th17细胞失衡中的机制提供新的思路。<br>　　方法：从GEO数据库以“PM2.5”和“T cell”为关键词检索PM2.5对T细胞分化影响的转录组相关芯片数据或测序数据，检索获取转录组测序数据GSE124660数据集，下载原始counts矩阵文件，使用Network Analyst 3.0平台进行差异分析，差异分析方法选择 DEseq2法，以 Plt;0.05、差异倍数（FC）对数的绝对值|log2FC|gt;2 为差异表达基因（DEGs）筛选条件；使用 R 语言“clusterProfiler”包对 DEGs 进行 GO 功能注释、KEGG 通路富集以及WikiPathway 代谢通路富集分析，使用基因集富集分析方法（GSEA）对整个转录组数据进行基因集富集分析；使用STRING数据库对DEGs进行蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析，使用 Cytoscape软件构建 PPI网络，使用 CytoHubba插件筛选PPI网络中关键基因。<br>　　结果：研究通过检索获得RNA-seq数据集GSE124660，使用Deseq2包提供的算法对数据进行差异基因表达分析，该数据集共获得差异基因 919 个，其中上调 227 个，下调 524 个，功能富集结果显示，GO 功能主要富集在蛋白质分泌、粒细胞趋化、细胞趋化性、白细胞趋化反应、细胞因子产生的正向调节、肽分泌的调节、受体复合物、受体配体活性、细胞因子活性、N-乙酰乳糖胺β-1，3-N-乙酰葡糖胺基转移酶活性、细胞因子受体结合、乙酰葡糖胺基转移酶活性、趋化因子活性、乙酰半乳糖胺基转移酶活性、半乳糖基转移酶活性等；KEGG 通路富集分析显示，差异基因显著富集于细胞因子受体相互作用、造血细胞谱系、鞘糖脂生物合成-乳糖和新乳糖系列、细胞粘附分子、趋化因子信号通路、ECM-受体相互作用、MAPK信号通路、NF-κB 信号通路、PI3K-Akt 信号通路等通路；Wikipathway代谢通路分析结果显示差异基因富集于芳香烃受体（AhR）、炎症反应途径、小鼠IL-6信号通路、T细胞受体和共刺激信号传导、小鼠趋化因子信号通路等通路。GSEA分析也提示PM2.5干预Th0细胞后，Th0细胞出现内质网中的蛋白质加工、IL-17 信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、JAK-STAT 信号通路、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化、糖鞘脂生物合成-乳糖和新乳糖系等信号通路活化。PPI 结果分析显示差异基因间构成复杂的调控网络，按 MCC算法筛选出前 15位的关键基因分别为 Itgam、Cxcl10、Il2、Csf2、Cd40、Vegfa、Irf7、Usp18、Rtp4、Sdc1、Plcg1、Ccl4、Oasl2、Parp14、Ccl3等。<br>　　结论：PM2.5可促进CD4+T细胞向Th17细胞亚群分化，具体机制可能与激活IL-17信号通路、JAK/STAT信号通路以及AhR通路有关，参与其中的关键基因有 Itgam、Cxcl10、Il2、Cd40、Usp18、Parp14 等，研究揭示了 PM2.5 诱导Th17 细胞分化的分子机制，为空气污染相关疾病的防治提供了新的思路和靶点。<br>　　第二部分：AhR通路在PM2.5加重慢阻肺小鼠Th17/Treg免疫失衡中的作用及机制研究<br>　　背景与目的：本研究探讨AhR通路在PM2.5加重慢阻肺小鼠Th17/Treg免疫失衡中的作用机制，为慢阻肺的预防和治疗提供新的靶点和策略。<br>　　方法：将40只8周龄Balb/c小鼠（SPF级）随机分为健康对照组、慢阻肺组、慢阻肺 PM2.5 组、慢阻肺 CH（AhR 抑制剂 CH223191）组、慢阻肺PM2.5+CH组。采用香烟烟雾暴露法连续暴露 90天建立慢阻肺小鼠模型，所有PM2.5干预组雾化吸入PM2.5气溶胶干预90天，自第10周起慢阻肺CH组、慢阻肺PM2.5+CH组腹腔注射CH溶液干预（10mg/kg，隔日1次，连续3周）。造模结束后，评估小鼠一般状况，全身麻醉并气管插管后，使用 EMMS小动物有创肺功能仪检测小鼠肺功能；颈椎脱臼法处死小鼠，4%多聚甲醛固定小鼠肺组织，制作组织切片标本后HE染色检查评估小鼠肺组织病理；采用机械研磨法无菌分离小鼠脾脏淋巴细胞，流式细胞术分析小鼠脾脏淋巴细胞中 Th17、Treg的比例占 CD4+T细胞的比例（Th17%、Treg%），并计算 Th17/Treg比值；提取肺组织RNA，使用实时荧光定量聚合酶链反应检测AhR、CYP1A1 mRNA的表达；蛋白免疫印迹实验检测肺组织 AhR、CYP1A1 蛋白的表达；采用酶联免疫吸附实验检测小鼠外周血清和支气管肺泡灌洗液（BALF）中 IL-17A、IL-10 的水平。<br>　　结果：1.小鼠肺功能和肺组织病理：慢阻肺小鼠第0.1秒末用力呼气量占用力肺活量比值（FEV0.1/FVC）、呼气峰流速(PEF)、平均呼气中期流速（MMEF）、呼出 50%潮气量时的流速（EF50）、肺泡平均内衬间隔（MLI）均较健康对照组小鼠显著下降（均Plt;0.01），同时肺组织病理显示慢阻肺小鼠支气管炎性浸润明显、肺泡结构破坏出现肺气肿，符合慢阻肺的疾病特点，慢阻肺造模成功。<br>　　2. Th17、Treg细胞亚群检测：慢阻肺组Th17%（4.86±0.27）%较健康对照组（1.57±0.21）%明显升高（Plt;0.01），Treg%（6.27±0.42）%较健康对照组（7.87±0.27）%明显下降（P＜0.01），慢阻肺组 Th17/Treg比值（4.55±0.40）较健康对照组（0.22±0.05）明显升高（P＜0.01），提示慢阻肺小鼠存在 Th17细胞升高的免疫失衡；PM2.5暴露后，慢阻肺PM2.5组Th17%（5.84±0.24）%较慢阻肺组显著升高（Plt;0.01），Treg%较慢阻肺组显著下降（1.03±0.43）%（Plt;0.01），Th17/Treg 比值较慢阻肺组显著升高（5.29±1.67）（P＜0.01），提示PM2.5可进一步加剧慢阻肺小鼠免疫失衡；CH干预之后，慢阻肺CH组及慢 阻肺PM2.5+CH组Th17%、Th17/Treg比值[（2.05±0.17）%，（0.34±0.04）]、[（3.01±0.26）%，（1.50±1.10）]较慢阻肺组、慢阻肺 PM2.5 组明显下降（均P＜0.01）；慢阻肺PM2.5+CH组Treg%（3.58±0.30）%较慢阻肺PM2.5组Treg%显著升高（P＜0.01）。<br>　　3.血清及BALF中IL-17A、IL-10的检测结果：慢阻肺组小鼠血清及BALF中IL-17A的水平[(77.19±6.28)，(29.04±3.32)]较健康对照组[(49.94±2.62)pg/ml， (14.90±3.88)pg/ml]明显升高（Plt;0.01），IL-10 的水平[(572.30±26.20)pg/ml， (210.60±19.36)pg/ml]较 健 康 对 照 组[(648.10±41.66)pg/ml，(268.90±10.22) pg/ml]明显下降（Plt;0.01），血清及BALF中IL-17A/IL-10的比值[(0.19±0.04)， (0.14±0.01)]较健康对照组[(0.08±0.01)，(0.06±0.01)]中明显升高；暴露于PM2.5后，慢阻肺PM2.5组小鼠血清及BALF中IL-17A含量[(100.30±7.18)pg/ml、(36.20±3.97)pg/ml]以及 IL-17A/IL-10的比值[(0.44±0.13)、(0.21±0.02)]进一步升高(均 Plt;0.01)，IL-10 含量[(226.30±46.18)pg/ml，(171.10±13.38)pg/ml]进一步降低(均Plt;0.01)；CH干预后，慢阻肺CH组、慢阻肺PM2.5+CH组小鼠血清及 BALF 中 IL-17A 含量[(65.06±8.00)，(17.54±3.46)]、[(86.67±6.81)，(33.22± 2.70)]以 及 IL-17A/IL-10 的 比 值[(0.13±0.03)，(0.26±0.09)]、[(0.07±0.01)， (0.16±0.01)]均较各自对照下降（Plt;0.05），而 IL-10 含量[(510.80±15.13)， (379.70±18.89)]、[(235.90±34.13)，(211.40±16.13)]较各自对照组显著升高（Plt;0.05)。<br>　　结论：<br>　　1.单纯香烟烟雾暴露法可建立慢阻肺小鼠模型；<br>　　2. 慢阻肺小鼠存在Th17%升高、Treg%降低的Th17/Treg免疫失衡，PM2.5暴露进一步加剧上述免疫失衡；<br>　　3. AhR通路在慢阻肺Th17/Treg免疫失衡中发挥重要作用，PM2.5可能通过上调AhR、CYP1A1的表达加剧慢阻肺小鼠Th17/Treg免疫失衡，<br>　　4. AhR抑制剂CH223191部分改善PM2.5导致的慢阻肺小鼠Th17/Treg免疫失衡。