马修坎彭实验室

上图： Jessica Begay（MS 学生）、Tamara Young（博士生）、Alexis Wilson（UPN 学生）、Raul Salazar（药学博士生）、Katherine Zychowski 博士。 （研究助理教授）。
底部： 马修·坎彭，博士(教授), Guy Herbert (研究专家) Russell Hunter (博士生), Selita Lucas (研究专家), Jesse Denson, Ph.D. （科学传播主任）、Thomas Wilson（药学博士生）、Barry Bleske，药学博士（主席，药学实践和行政科学）。

Campen 博士领导着药物科学系的心血管毒理学实验室。 由同事 Barry Bleske、Pharm.D. 加入。 和 Katherine Zychowski 博士，该小组主要研究环境毒物对心血管的影响。 当前的研究涉及了解吸入的有毒物质（包括纳米材料、铀矿衍生颗粒和臭氧）如何对全身血管产生负面影响。

Campen 博士在 UNM 临床和转化科学中心指导 KL2 指导职业发展计划。 他还担任副主任 西南部落土地上的 UNM 金属暴露和毒性评估 (UNM METALS) 超级基金研究计划中心. 这些项目强调环境健康和毒理学研究从工作台到床边或工作台到沟渠的转化，如社区工作的情况——这种转化相关性被纳入心血管毒理学实验室的大部分方法中。

研究兴趣

急性 O3 暴露后神经血管单元重叠血脑屏障 (BBB) 损伤和星形胶质细胞活化（Tyler 等人，Toxicol Sci，2019 年）。

1. 挥发性有机空气毒物增强冠状动脉收缩

空气污染，尤其是颗粒物 (PM)，对全球健康有重大影响，据世界卫生组织估计，每年有 800,000 人死于心肺死亡，其机制尚不完全清楚。 我们项目中正在进行的工作揭示了燃烧源 PM 和相关气体成分之间的增强相互作用，可以增强全身血管毒性。 尽管肺提供了保护屏障，但全身血管内皮是空气污染毒性的脆弱目标，并且对 PM 和气体成分的组合很敏感。 在暴露于各种污染物的动物和人类中，可以观察到炎症内皮激活的经典结果； 这种反应对于动脉粥样硬化的早期发展以及晚期事件（例如斑块不稳定和破裂）都至关重要。 尚不清楚的是空气污染毒性从肺转移到脉管系统的途径。 我们假设，由于血液成分的氧化修饰，在吸入空气污染物后会出现炎症内皮激活，这反映了许多污染物的共同作用模式。 从暴露于柴油或二氧化氮的人体中获得的血浆会激活内皮细胞，这表明毒性从肺转移到全身血管是在血流中进行的。 内皮细胞上的多配体清道夫和模式识别受体，包括氧化低密度脂蛋白 (LOX-1) 和 CD36 的lechtin 样受体，可能代表一种局灶性连接，可将复杂的血清改变降低到常见的血管病理反应。 更新项目的目标是扩展原始项目的两个关键发现：1) 气体和 PM 相互作用以增强血管毒性和 2) 吸入的污染物增加循环炎症的潜力。 因此，在目标 1 中，我们将阐明 PM 和挥发性有机物之间在驱动全身血管毒性方面的相互作用。 在这里，我们假设将 PM 与机动车排放的气体部分相结合，会以依赖于 PM 的表面积和组成的方式增强血管毒性。 在目标 2 中，我们将测量与组合发动机排放成分相关的循环炎症潜力，并使用专为复杂混合物设计的新型统计方法分析结果。 我们假设循环因子激活急性内皮细胞的效力将是剂量依赖性的，并因 PM 和气相相结合而加剧，并且与慢性血管重塑和氧化应激相关。 最后，在目标 3 中，我们将描述 CD36 和 LOX-1 在驱动由 O3 和 MVE 诱导的循环因子的肺生成和内皮反应方面的相对贡献。 我们假设，尽管复杂的大气化学和血清成分随污染暴露而变化，但多配体受体 CD36 和 LOX-1 介导内皮反应和 NOS 失活。

2. 职业纳米材料暴露对全身健康的影响

（与 Dr. Andrew Ottens，如下）：

工程纳米材料 (ENM) 具有未知的潜在毒性，其生物效应与理化特性之间的关系仍不确定。 我们的长期研究目标是对具有不同特征和暴露条件的 ENM 进行有效和准确的安全分析，从而增强有关人类暴露风险的决策。 我们在本申请中的目标是确定因肺 ENM 暴露导致的导致全身毒性（主要是血管和神经）的血清成分变化。 我们提出以下具体目标，将创新的离体生物活性输出与先进的高分辨率质谱成分分析相结合。 在第一个目标中，我们将确定与金属蛋白酶活性和炎症相关的改良循环成分的肺起源机制。 有证据表明，循环因素可能与 a) ENM 和肺细胞/分子成分的直接反应或 b) 金属蛋白酶活性增加的降解副产物以及循环成分通过内皮细胞表面模式识别受体起作用。 在第二个目标中，我们将评估由肺 ENM 诱导的血清组修饰引起的神经血管和中枢神经系统影响。 在这里，我们将开发和优化基于序列标签的算法，以增强对多壁碳纳米管 (MWCNT) 响应血清组内内源性肽的识别，这将有助于评估脑血管系统中 ENM 诱导的生物活化和扩散性跨血脑屏障的 ENM 反应性血清组因子。 最后，在第三个目标中，我们将评估来自职业暴露队列的样本中与 MWCNT 相关的循环特征和炎症潜力。 我们将评估内皮激活方面的血清生物活性，并与元素碳的个人呼吸区测量相关联，碳纳米管/纳米纤维暴露的标志物。 在该项目完成时，我们预计已经确定了影响血浆 ENM 毒性的关键生理和化学因素。 预计这些研究的成功完成将构成朝着预防/减轻与 ENM 暴露相关的不利健康影响迈出的重要一步。

内皮细胞对参与者血清的反应与趋化因子配体 2 (CCL2) mRNA 的加权废弃铀矿邻近关联的线性回归图（Harmon 等人，JESEE，2017）。

3. 吸入受污染的矿山废粉尘作为全身金属中毒的途径

心血管和代谢疾病在全国呈上升趋势，越来越多的证据强调了环境污染物作为辅助心血管疾病 (CVD) 因素的作用。 在新墨西哥州和纳瓦霍民族，存在许多废弃和未经修复的矿区，并继续污染土地、水和空气。 在受影响的社区中，吸入来自采矿废物的富含金属的颗粒物 (PM) 可能会对心血管和肺部疾病造成未被认识到的风险。 空气中 PM 中的金属与心血管和肺部的不良后果，尤其是慢性炎症性血管疾病之间存在密切联系。 然而，大部分毒理学都集中在可溶形式的金属上，这与航运业中残油的燃烧更相关。 在美国西南部有许多地点，采矿废料导致金属混合物严重污染土壤，导致铀 (U)、铜 (Cu)、钒 (V)、镍 (Ni) 和砷 (As) 含量过高）等。 我们将评估从具有混合金属污染历史的社区中获得的吸入颗粒物的直接和间接致动脉粥样硬化影响。 工作模型涉及肺中复杂的相互作用，导致次级循环产物诱导血管内皮炎症反应。 免疫调节受体，如 CD36、TLR4 和氧化低密度脂蛋白 (LOX-1) 的lechtin 样受体介导血管对空气污染的其他固体和气体成分的反应。 金属对驱动血管先天免疫反应的影响知之甚少。 我们假设肺部暴露于来自矿山废物污染的部落地区的富含金属的 PM 会产生循环因子，如氧化的 LDL，进而激活内皮细胞的炎症反应和功能障碍，依赖于免疫调节受体。 以下目标将以机械和转化的方式解决这一假设。 在第一个目标中，我们将比较来自矿区的吸入粉尘样本在驱动全身血管毒性和血清炎症潜能方面的效力。 在第二个目标中，我们将研究 oxLDL 和免疫调节受体在驱动因暴露于富含金属的 PM 引起的内皮激活和功能障碍中的作用。 我们将在体内和体外选择性地拮抗 oxLDL/LOX-1 通路，以评估内皮功能障碍和血管炎症的结果。 最后，在第三个目标中，我们将对纳瓦霍人队列中的顺风暴露进行建模，以检查与内皮损伤和血清炎症潜能循环标志物的关联。 我们将对风尘暴露进行建模，并将其与纳瓦霍族 1 名成员的炎症/内皮损伤标志物（oxLDL、可溶性 ICAM 和 VCAM、内皮素-252）的结果和血清生物活性联系起来。

最近的研究

我们的出版物精选

Tyler CR、Zychowski KE、Sanchez BN、Rivero V、Lucas S、Herbert G、Liu J、Irshad H、McDonald JD、Bleske BE、 坎彭 MJ. 气体-颗粒相互作用的表面积依赖性影响肺部和神经炎症结果。 部分纤维毒物. 13 年 64:2016。PMID：27906023； PMC5131556

Zychowski KE、Sanchez B、Pedrosa RP、Lorenzi-Filho G、Drager LF、Polotsky VY、 坎彭 MJ. 阻塞性睡眠呼吸暂停患者的血清诱导冠状动脉内皮细胞的炎症反应。 动脉粥样硬化. 254:59-66，2016。PMID：27693879； PMC5097675

Harmon ME、Lewis J、Miller C、Hoover J、Ali AS、Shuey C、Cajero M、Lucas S、Pacheco B、Erdei E、Ramone S、Nez T、Gonzales M、 坎彭 MJ. 住宅靠近废弃铀矿和长期暴露的纳瓦霍社区的血清炎症潜力。 J 暴露科学环境流行病学。27:365-371，2017。PMID：28120833； PMC5781233

Aragon M、Topper L、Tyler CR、Sanchez BN、Zychowski KE、Young T、Herbert G、Hall P、Erdely A、Eye T、Zeidler-Erdely P、Ottens AK、 坎彭 MJ. 肺多壁碳纳米管暴露引起的血清携带生物活性通过血脑屏障受损诱导神经炎症。 Proc Natl Acad Sci USA, 114:E1968-E1976, 2017.PMID: 28223486; PMC5347541 

Zychowski KE, Kodali V, Harmon M, Tyler CR, Sanchez B, Ordonez Suarez Y, Herbert G, Wheeler A, Avasarala S, Cerrato JM, Kunda NK, Muttil P, Shuey C, Brearley A, Ali AM, Lin Y, Shoeb M，埃尔德利 A， 坎彭 MJ. 源自旧铀矿场的可吸入含钒酸铀酰颗粒物表现出增强的心肺毒性。 毒理学。 164: 101-114, 2018. PMID: 29660078; PMCID：PMC6016706。

Tyler CR、Noor S、Young TL、Rivero V、Sanchez B、Lucas S、Caldwell KK、Milligan ED、 坎彭 MJ. 衰老加剧了急性臭氧暴露引起的神经炎症结果。 Toxicol Sci。163:123-139，2018。PMID：29385576； PMC5920500

Mostovenko E、Young T、Muldoon PP、Bishop L、Canal CG、Vucetic A、Zeidler-Erdely PC、Erdely A、 坎彭 MJ, 奥滕斯 AK。 纳米颗粒暴露驱动的循环生物活性肽组导致全身炎症和血管功能障碍。 部分纤维毒物. 16 年 20 点 2019 分。PMID：31142334； PMC 进行中。