मैथ्यू कैम्पेन प्रयोगशाला

शीर्ष: जेसिका बेगे (एमएस छात्र), तमारा यंग (पीएचडी छात्र), एलेक्सिस विल्सन (यूपीएन छात्र), राउल सालाजार (फार्मा.डी. छात्र), कैथरीन ज़िचोव्स्की, पीएच.डी. (अनुसंधान सहायक प्रोफेसर)।
बॉटम: मैथ्यू कैम्पेन, पीएच.डी. (प्रोफेसर), गाइ हर्बर्ट (रिसर्च स्पेशलिस्ट) रसेल हंटर (पीएचडी छात्र), सेलिता लुकास (रिसर्च स्पेशलिस्ट), जेसी डेंसन, पीएच.डी. (वैज्ञानिक संचार निदेशक), थॉमस विल्सन (Pharm.D. छात्र), बैरी ब्लेस्के, Pharm.D. (अध्यक्ष, फार्मेसी अभ्यास और प्रशासनिक विज्ञान)।

डॉ कैम्पेन फार्मास्युटिकल साइंसेज विभाग में कार्डियोवैस्कुलर टॉक्सिकोलॉजी प्रयोगशाला का नेतृत्व करते हैं। सहयोगियों बैरी Bleske, Pharm.D द्वारा शामिल हुए। और कैथरीन ज़िचोव्स्की, पीएच.डी., समूह मुख्य रूप से पर्यावरणीय विषाक्त पदार्थों के हृदय संबंधी प्रभावों की जांच करता है। वर्तमान शोध में यह समझना शामिल है कि नैनोमैटेरियल्स, यूरेनियम माइन-व्युत्पन्न पार्टिकुलेट और ओजोन सहित साँस के विषाक्त पदार्थ, पूरे शरीर में रक्त वाहिकाओं को नकारात्मक रूप से कैसे प्रभावित कर सकते हैं।

डॉ. कैम्पेन UNM क्लिनिकल एंड ट्रांसलेशनल साइंसेज सेंटर के भीतर KL2 मेंटरड करियर डेवलपमेंट प्रोग्राम का निर्देशन करते हैं। वह इसके लिए उप निदेशक भी हैं UNM मेटल एक्सपोजर एंड टॉक्सिसिटी असेसमेंट ऑन ट्राइबल लैंड्स इन द साउथवेस्ट (UNM मेटल्स) सुपरफंड रिसर्च प्रोग्राम सेंटर. ये कार्यक्रम पर्यावरणीय स्वास्थ्य और विष विज्ञान अनुसंधान के बेंच-टू-बेडसाइड - या बेंच-टू-ट्रेंच के अनुवाद पर जोर देते हैं, जैसा कि सामुदायिक कार्य के मामले में होता है - और यह अनुवाद संबंधी प्रासंगिकता कार्डियोवास्कुलर टॉक्सिकोलॉजी प्रयोगशाला दृष्टिकोण में निर्मित होती है।

शोध में रूचि

एक्यूट O3 एक्सपोजर (टायलर एट अल।, टॉक्सिकॉल साइंस, 2019) के बाद न्यूरोवस्कुलर यूनिट में ओवरलैपिंग ब्लड-ब्रेन बैरियर (बीबीबी) हानि और एस्ट्रोसाइट सक्रियण।

1. वाष्पशील कार्बनिक वायु विषाक्त पदार्थों द्वारा कोरोनरी कसना का संवर्धन

वायु प्रदूषण, विशेष रूप से पार्टिकुलेट मैटर (पीएम) का वैश्विक स्वास्थ्य पर काफी प्रभाव पड़ता है, विश्व स्वास्थ्य संगठन ने तंत्र के माध्यम से 800,000 वार्षिक अतिरिक्त कार्डियोपल्मोनरी मौतों का अनुमान लगाया है जो पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं। हमारे कार्यक्रम में चल रहे काम ने दहन-स्रोत पीएम और संबंधित गैसीय घटकों के बीच शक्तिशाली बातचीत का खुलासा किया है जो प्रणालीगत संवहनी विषाक्तता को बढ़ा सकते हैं। फेफड़े द्वारा वहन किए गए सुरक्षात्मक अवरोध के बावजूद, प्रणालीगत संवहनी एंडोथेलियम वायु प्रदूषण विषाक्तता का एक कमजोर लक्ष्य है और पीएम और गैस घटकों के संयोजन के प्रति संवेदनशील है। विभिन्न प्रकार के प्रदूषकों के संपर्क में आने वाले जानवरों और मनुष्यों में भड़काऊ एंडोथेलियल सक्रियण के क्लासिक परिणाम देखे जा सकते हैं; इस तरह की प्रतिक्रियाएं एथेरोस्क्लेरोसिस के शुरुआती विकास के लिए केंद्रीय हैं और देर से होने वाली घटनाओं के लिए भी हैं, जैसे कि पट्टिका अस्थिरता और टूटना। जो स्पष्ट नहीं है वह वह मार्ग है जिसके द्वारा वायु प्रदूषण विषाक्तता को फेफड़े से वाहिका में स्थानांतरित किया जाता है। हम मानते हैं कि रक्त घटकों के ऑक्सीडेटिव संशोधनों के कारण वायु प्रदूषकों के अंतःश्वसन के बाद भड़काऊ एंडोथेलियल सक्रियण उत्पन्न होता है, और कई प्रदूषकों के लिए कार्रवाई का एक सामान्य तरीका दर्शाता है। डीजल या नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के संपर्क में आने वाले मनुष्यों से प्राप्त प्लाज्मा एंडोथेलियल कोशिकाओं को सक्रिय करता है, यह सुझाव देता है कि फेफड़ों से प्रणालीगत वाहिकाओं में विषाक्तता का स्थानांतरण रक्त प्रवाह में होता है। ऑक्सीकृत LDL (LOX-1) और CD36 के लिए लेच्टिन जैसे रिसेप्टर सहित एंडोथेलियल कोशिकाओं पर मल्टीलिगैंड मेहतर और पैटर्न पहचान रिसेप्टर्स, एक फोकल जंक्शन का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं जो सामान्य संवहनी रोग संबंधी प्रतिक्रियाओं के लिए जटिल सीरम परिवर्तन को कम करता है। नवीनीकृत परियोजना के उद्देश्य मूल परियोजना से दो प्रमुख निष्कर्षों पर विस्तार करना है: 1) गैसों और पीएम संवहनी विषाक्तता को बढ़ाने के लिए बातचीत करते हैं और 2) साँस के प्रदूषक भड़काऊ क्षमता को बढ़ाते हैं। इस प्रकार उद्देश्य 1 में, हम प्रणालीगत संवहनी विषाक्तता को चलाने में पीएम और वाष्पशील जीवों के बीच बातचीत को स्पष्ट करेंगे। यहां, हम अनुमान लगाते हैं कि मोटर वाहन उत्सर्जन के गैसीय हिस्से के साथ पीएम का संयोजन पीएम के सतह क्षेत्र और संरचना पर निर्भर तरीके से संवहनी विषाक्तता को बढ़ाएगा। उद्देश्य 2 में, हम संयुक्त इंजन उत्सर्जन के घटकों के सापेक्ष भड़काऊ क्षमता को मापेंगे, और जटिल मिश्रणों के लिए डिज़ाइन किए गए उपन्यास सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करके परिणामों का विश्लेषण करेंगे। हम परिकल्पना करते हैं कि परिसंचारी कारकों द्वारा तीव्र एंडोथेलियल सेल सक्रियण की शक्ति खुराक पर निर्भर होगी, संयुक्त पीएम और गैस चरणों द्वारा समाप्त हो जाएगी, और पुरानी संवहनी रीमॉडेलिंग और ऑक्सीडेटिव तनाव के साथ सहसंबद्ध होगी। अंत में उद्देश्य 3 में, हम O36 और MVE द्वारा प्रेरित परिसंचारी कारकों के लिए फुफ्फुसीय पीढ़ी और एंडोथेलियल प्रतिक्रिया को चलाने में CD1 और LOX-3 के सापेक्ष योगदान को चित्रित करेंगे। हम अनुमान लगाते हैं कि प्रदूषण के जोखिम के साथ जटिल वायुमंडलीय रसायन विज्ञान और सीरम संरचना में परिवर्तन के बावजूद, मल्टीलिगैंड रिसेप्टर्स सीडी 36 और एलओएक्स -1 मध्यस्थता एंडोथेलियल प्रतिक्रिया और एनओएस निष्क्रियता।

2. व्यावसायिक नैनोमटेरियल एक्सपोजर के प्रणालीगत स्वास्थ्य प्रभाव

(डॉ. एंड्रयू ओटेंस के साथ, नीचे):

इंजीनियर नैनोमटेरियल्स (ईएनएम) में एक अज्ञात जहरीली क्षमता होती है और जैविक प्रभावों और भौतिक रासायनिक गुणों के बीच संबंध अनिश्चित रहता है। हमारा दीर्घकालिक अनुसंधान लक्ष्य अलग-अलग विशेषताओं और एक्सपोजर की स्थितियों के ईएनएम की एक कुशल और सटीक सुरक्षा प्रोफाइलिंग को सक्षम करना है जो मानव जोखिम जोखिमों के बारे में निर्णय लेने में वृद्धि करेगा। इस एप्लिकेशन में हमारा उद्देश्य फुफ्फुसीय ईएनएम एक्सपोजर से उत्पन्न सीरम संरचनागत परिवर्तनों को निर्धारित करना है जो प्रणालीगत विषाक्तता (संवहनी और तंत्रिका, मुख्य रूप से) को जन्म देता है। हम निम्नलिखित विशिष्ट उद्देश्यों का प्रस्ताव करते हैं, जो उन्नत उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक कंपोजिटल विश्लेषण के साथ अभिनव पूर्व विवो बायोएक्टिविटी आउटपुट को जोड़ देगा। पहले उद्देश्य में, हम मेटालोप्रोटीनेज गतिविधि और सूजन से संबंधित संशोधित संचार घटकों के फुफ्फुसीय मूल के तंत्र का पता लगाएंगे। साक्ष्य से पता चलता है कि परिसंचारी कारक ए) ईएनएम और फुफ्फुसीय सेलुलर / आणविक घटकों की प्रत्यक्ष प्रतिक्रियाओं या बी) बढ़ी हुई मेटालोप्रोटीनेज गतिविधि के उत्पादों के क्षरण से संबंधित हो सकते हैं और यह कि परिसंचारी घटक एंडोथेलियल सेल सतह पैटर्न मान्यता रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करते हैं। दूसरे उद्देश्य में, हम फुफ्फुसीय ईएनएम-प्रेरित सीरोम संशोधनों से उत्पन्न होने वाले न्यूरोवास्कुलर और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के प्रभावों का आकलन करेंगे। यहां, हम बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब (MWCNT) -उत्तरदायी सीरोम के भीतर अंतर्जात पेप्टाइड्स की पहचान बढ़ाने के लिए एक अनुक्रम टैग-आधारित एल्गोरिथ्म का विकास और अनुकूलन करेंगे, जो मस्तिष्कवाहिकीय और प्रसार में ENM- प्रेरित बायोएक्टीवेशन के मूल्यांकन की सुविधा प्रदान करेगा। रक्त मस्तिष्क बाधा के पार ईएनएम-उत्तरदायी सीरोम कारक। अंत में, तीसरे उद्देश्य में, हम MWCNT से जुड़े संचार विशेषताओं और व्यावसायिक रूप से उजागर कोहोर्ट से प्राप्त नमूनों में भड़काऊ क्षमता का आकलन करेंगे। हम एंडोथेलियल सक्रियण के संदर्भ में सीरम बायोएक्टिविटी का आकलन करेंगे और कार्बन नैनोट्यूब / नैनोफाइबर एक्सपोजर के एक मार्कर, मौलिक कार्बन के व्यक्तिगत श्वास क्षेत्र माप से लिंक करेंगे। इस परियोजना के पूरा होने पर, हम प्रमुख शारीरिक और रासायनिक कारकों की पहचान करने की उम्मीद करते हैं जो प्लाज्मा-जनित ईएनएम विषाक्तता को प्रभावित करते हैं। इन अध्ययनों के सफल समापन से ईएनएम जोखिम से जुड़े प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों को रोकने/कम करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम बनने की उम्मीद है।

सहभागी सीरम (हार्मन एट अल।, जेईएसईई, 2) के लिए एंडोथेलियल सेल प्रतिक्रियाओं से केमोकाइन लिगैंड 2 (सीसीएल2017) एमआरएनए के साथ भारित परित्यक्त यूरेनियम खदान निकटता संघों का रैखिक प्रतिगमन प्लॉट।

3. प्रणालीगत धातु विषाक्तता के लिए एक मार्ग के रूप में दूषित खान अपशिष्ट धूल का अंतःश्वसन

कार्डियोवैस्कुलर और मेटाबोलिक बीमारियां राष्ट्रीय स्तर पर बढ़ रही हैं और साक्ष्य के बढ़ते शरीर ने पर्यावरणीय प्रदूषकों के लिए सहायक कार्डियोवैस्कुलर बीमारी (सीवीडी) कारकों के रूप में भूमिका पर प्रकाश डाला है। न्यू मैक्सिको और नवाजो राष्ट्र में, कई परित्यक्त और अप्रतिबंधित खनन क्षेत्र मौजूद हैं और भूमि, जल और वायु को दूषित करना जारी रखते हैं। खनन कचरे से धातु से भरपूर पार्टिकुलेट मैटर (पीएम) का साँस लेना प्रभावित समुदायों में हृदय और फुफ्फुसीय रोग के लिए एक अपरिचित जोखिम पैदा कर सकता है। वायुजनित पीएम में धातुओं और प्रतिकूल हृदय और फुफ्फुसीय परिणामों के बीच एक मजबूत लिंक मौजूद है, विशेष रूप से पुरानी सूजन संबंधी संवहनी रोग। हालांकि, अधिकांश विष विज्ञान ने धातु के घुलनशील रूपों पर ध्यान केंद्रित किया है, जो शिपिंग उद्योग में अवशिष्ट तेल के जलने के लिए अधिक प्रासंगिक हैं। दक्षिण-पश्चिम अमेरिका में ऐसे कई स्थान हैं जहां खनन कचरे ने धातुओं के मिश्रण के गंभीर मिट्टी के प्रदूषण को जन्म दिया है, जिससे यूरेनियम (यू), तांबा (सीयू), वैनेडियम (वी), निकल (नी), और आर्सेनिक (जैसे) का उच्च स्तर हो गया है। ), दूसरों के बीच में। हम मिश्रित धातु संदूषण के इतिहास वाले समुदायों से प्राप्त इनहेल्ड पार्टिकुलेट मैटर के प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष एथेरोजेनिक प्रभावों का आकलन करेंगे। कामकाजी मॉडल फेफड़े में जटिल अंतःक्रियाओं से संबंधित है जो माध्यमिक संचार उत्पादों की ओर ले जाता है जो संवहनी एंडोथेलियल भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करते हैं। इम्यूनोमॉड्यूलेटरी रिसेप्टर्स, जैसे सीडी 36, टीएलआर 4, और ऑक्सीकृत कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एलओएक्स -1) के लिए लेच्टिन जैसे रिसेप्टर वायु प्रदूषण के अन्य ठोस और गैसीय घटकों के लिए संवहनी प्रतिक्रियाओं में मध्यस्थता करते हैं। संवहनी जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को चलाने में धातुओं के प्रभाव को कम समझा जाता है। हम अनुमान लगाते हैं कि खान अपशिष्ट-दूषित जनजातीय क्षेत्रों से धातु-समृद्ध पीएम के लिए फुफ्फुसीय एक्सपोजर ऑक्सीकृत एलडीएल जैसे परिसंचारी कारक उत्पन्न करेगा, जो बदले में इम्यूनोमॉड्यूलेटरी रिसेप्टर्स पर निर्भर एंडोथेलियल कोशिकाओं में भड़काऊ प्रतिक्रिया और शिथिलता को सक्रिय करता है। निम्नलिखित उद्देश्य इस परिकल्पना को यंत्रवत और अनुवादात्मक तरीके से संबोधित करेंगे। पहले उद्देश्य में, हम प्रणालीगत संवहनी विषाक्तता और सीरम भड़काऊ क्षमता को चलाने के संदर्भ में खनन क्षेत्रों से साँस की धूल के नमूनों की शक्ति की तुलना करेंगे। दूसरे उद्देश्य में, हम धातु-समृद्ध पीएम के संपर्क से उपजी एंडोथेलियल सक्रियण और शिथिलता को चलाने में ऑक्सीएलडीएल और इम्यूनोमॉड्यूलेटरी रिसेप्टर्स की भूमिका की जांच करेंगे। एंडोथेलियल डिसफंक्शन और संवहनी सूजन के परिणामों का आकलन करने के लिए हम विवो और इन विट्रो में oxLDL / LOX-1 मार्ग का चयन करेंगे। अंत में, तीसरे उद्देश्य में हम एंडोथेलियल चोट और सीरम भड़काऊ क्षमता के परिसंचारी मार्करों के साथ संघों की जांच करने के लिए नवाजो कॉहोर्ट में डाउनविंड एक्सपोज़र का मॉडल तैयार करेंगे। हम नवाजो नेशन के 1 सदस्यों के एक समूह से विंडब्लाउन डस्ट एक्सपोज़र और इंफ्लेमेटरी / एंडोथेलियल इंजरी मार्कर (ऑक्सएलडीएल, घुलनशील आईसीएएम और वीसीएएम, एंडोटिलिन -252) और सीरम बायोएक्टिविटी के परिणामों से लिंक करेंगे।

हाल ही में किए गए अनुसंधान

हमारे प्रकाशनों का चयन

टायलर सीआर, ज़िचोव्स्की केई, सांचेज़ बीएन, रिवरो वी, लुकास एस, हर्बर्ट जी, लियू जे, इरशाद एच, मैकडॉनल्ड जेडी, ब्लेस्के बीई, कैम्पेन एमजे. गैस-कण अंतःक्रियाओं की सतह क्षेत्र-निर्भरता फुफ्फुसीय और न्यूरोइन्फ्लेमेटरी परिणामों को प्रभावित करती है। भाग फाइबर टॉक्सिकॉल. 13:64, 2016. पीएमआईडी: 27906023; पीएमसी५१३१५५६

ज़िचोव्स्की केई, सांचेज़ बी, पेड्रोसा आरपी, लोरेंजी-फिल्हो जी, ड्रेजर एलएफ, पोलोत्स्की वीवाई, कैम्पेन एमजे. ऑब्सट्रक्टिव स्लीप एपनिया के रोगियों से सीरम कोरोनरी धमनी एंडोथेलियल कोशिकाओं में भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है। atherosclerosis. 254:59-66, 2016. पीएमआईडी: 27693879; पीएमसी5097675

हारमोन एमई, लुईस जे, मिलर सी, हूवर जे, अली एएस, शुई सी, काजेरो एम, लुकास एस, पाचेको बी, एर्डी ई, रेमोन एस, नेज़ टी, गोंजालेस एम, कैम्पेन एमजे. पुरानी रूप से उजागर नवाजो समुदायों में परित्यक्त यूरेनियम खानों और सीरम भड़काऊ क्षमता के लिए आवासीय निकटता। जे एक्सपोजर साइंस एनवायरन एपिडेमियोल।27:365-371, 2017. पीएमआईडी: 28120833; पीएमसी५७८१२३३

आरागॉन एम, टॉपर एल, टायलर सीआर, सांचेज बीएन, ज़िचोव्स्की केई, यंग टी, हर्बर्ट जी, हॉल पी, एर्डली ए, आई टी, ज़ीडलर-एर्डली पी, ओटेंस एके, कैम्पेन एमजे. पल्मोनरी मल्टीवॉल्ड कार्बन नैनोट्यूब एक्सपोजर के कारण सीरम-बोर्न बायोएक्टिविटी ब्लड ब्रेन बैरियर इम्पेयरमेंट के माध्यम से न्यूरोइन्फ्लेमेशन को प्रेरित करती है। प्रोक नेटल एकेड साइंस यूएसए, 114:E1968-E1976, 2017. पीएमआईडी: 28223486; पीएमसी५३४७५४१ 

ज़िचोव्स्की केई, कोडाली वी, हारमोन एम, टायलर सीआर, सांचेज़ बी, ऑर्डोनेज़ सुआरेज़ वाई, हर्बर्ट जी, व्हीलर ए, अवसारला एस, सेराटो जेएम, कुंडा एनके, मुटिल पी, शुए सी, ब्रेयरली ए, अली एएम, लिन वाई, शोएब एम, एर्डली ए, कैम्पेन एमजे. एक विरासत यूरेनियम खदान साइट से व्युत्पन्न रेस्पिरेबल यूरेनिल-वैनाडेट-युक्त पार्टिकुलेट मैटर संभावित कार्डियोपल्मोनरी विषाक्तता प्रदर्शित करता है। टॉक्सिकॉल साइंस। १६४: १०१-११४, २०१८। पीएमआईडी: २९६६००७८; पीएमसीआईडी: पीएमसी164।

टायलर सीआर, नूर एस, यंग टीएल, रिवरो वी, सांचेज बी, लुकास एस, कैल्डवेल केके, मिलिगन ईडी, कैम्पेन एमजे. बुढ़ापा तीव्र ओजोन एक्सपोजर द्वारा प्रेरित न्यूरोइन्फ्लेमेटरी परिणामों को बढ़ाता है। टॉक्सिकॉल विज्ञान।163:123-139, 2018. पीएमआईडी: 29385576; पीएमसी५७८१२३३

मोस्टोवेंको ई, यंग टी, मुलदून पीपी, बिशप एल, कैनाल सीजी, वूसेटिक ए, ज़ीडलर-एर्डली पीसी, एर्डली ए, कैम्पेन एमजे, ओटेंस एके। नैनोपार्टिकल एक्सपोजर संचालित परिसंचारी बायोएक्टिव पेप्टिडोम प्रणालीगत सूजन और संवहनी शिथिलता का कारण बनता है। भाग फाइबर टॉक्सिकॉल. 16:20, 2019। पीएमआईडी: 31142334; पीएमसी चल रहा है।