近年来,随着全球经济发展和城市化进程的推进,颗粒物（Particulate matter,PM）成为威胁人类健康的重要因素。PM2.5作为颗粒物中的重要组成成分,由于其比表面积大,尺寸小,在空气中的保留时间长,易携带大量有害物质进入人体,对人体肺部及心脑血管造成损害,从而引发相应疾病的产生。此外,PM2.5可以直接进入并粘附在人的下呼吸道和肺叶,扰乱人体免疫系统进而诱导肺部炎症的产生,受到大家的广泛关注与研究。PM2.5受季节,地域和周围环境的影响而变化,并且PM2.5中含有无机盐,有机化合物,金属离子,微生物等成千上万种组分,这使得PM2.5复杂多变。目前已有的研究发现,冬季取暖导致的化石燃料燃烧和生物质燃烧是引起PM2.5污染加剧的主要原因之一,这使PM2.5中的碳质元素比重加大。另外,由于工业废气和汽车尾气的排放使得PM2.5中重金属和有机化合物的含量增加,比如Zn,Cu,Fe,Cr,Pb,As和TPAHs等。这些组分的存在加重了 PM2.5对人体的损害。肺作为与PM2.5直接作用的器官,肺部巨噬细胞是与PM2.5相互作用产生肺部炎症的首要界面。作为调节炎症和细胞死亡的重要因子,炎症小体（inflammasome）的激活或失调会导致自发性炎症或自身免疫性疾病的发生。有关炎症小体具体诱导机制的研究对Ⅱ型糖尿病,尘肺,肺部纤维化等相关疾病的治疗有重要意义。NLRP3炎症小体是研究最多的炎症小体,其结构和功能效应得到很好的研究,可以直接与外来物质相互作用产生免疫应答。研究表明,PM2.5可以通过多种途径诱导炎症的产生。PM2.5可通过诱导细胞极化至M1表型或抑制细胞极化至M2表型而产生促炎反应。PM2.5可以由ROS介导以激活巨噬细胞内P13K/AKT/mTOR通路,引起细胞的自噬,促进炎性因子IL-1β的产生。PM2.5可以通过氧化应激或炎症小体的激活等诸多途径介导炎症的产生。然而,PM2.5的组分复杂多变,目前的研究多采用固定条件下收集的PM2.5颗粒进行研究,不能排除材料本身的差异所带来的影响,更不能甄别引起毒性效应的PM2.5组分。基于此,本课题选取我国广州,济南和保定三个地区的PM2.5颗粒作为对照,选取PM2.5中含量较高的碳纳米颗粒为核,毒性较大的Cr,Pb,As和TPAHs（由BaP代表）为污染物的代表。随机一种,两种,三种,四种污染物吸附于碳纳米颗粒核上,构建一个PM2.5模型颗粒库来模拟真实PM2.5。选择小鼠肺泡巨噬细胞MH-S和人类单核细胞株THP-1 Dual为研究模型。检测巨噬细胞炎症因子IL-1β的产生,Caspase-1的活性,NLRP3和ASC蛋白的表达,ROS的水平,并用于探究PM2.5中不同致毒组分诱导NLRP3炎症小体活化的差异,并鉴别出关键组分。实验结果表明,PM2.5模型颗粒库与实际提取的PM2.5颗粒在组分含量,粒径,Zeta电位,肺部细胞毒性和促炎因子IL-1β的分泌等方面均具有很好的一致性,能够模拟真实PM2.5颗粒。另外,实验发现吸附有污染物As的模型颗粒引起了更加明显的IL-1β分泌和ROS的上调表达。此外,吸附有污染物As的材料均引起了 NLRP3炎症小体中的Caspase-1的激活,NLRP3和ASC蛋白的表达明显上调。通过对实验结果的分析表明:PM2.5中的污染物As通过上调细胞内ROS的水平诱导NLRP3炎症小体活化,导致炎症。本论文为系统探索PM2.5颗粒生物效应及其关键组分鉴别提供了模型和方法,对颗粒物诱导的肺部炎症及相关疾病的进一步研究具有借鉴意义。