【摘 要】
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直径不超过2.5μm的颗粒物(PM2.5)对呼吸系统的毒性影响已经成为全世界关注的问题,长期暴露于PM2.5易于诱发各种肺部相关疾病,世卫组织统计及流行病学资料显示每年均有上万人死于PM2.5相关的室外空气污染。人长期暴露于轻则会引起呼吸系统相关细胞发生氧化应激、炎症反应、免疫异常、细胞内钙离子失调以及能量代谢紊乱等,重则引起呼吸系统相关细胞发生多种形式的死亡,如细胞凋亡、坏死、自噬、衰老和炎症介
【基金项目】
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感谢国家自然科学基金（No.42077399,21677006）; 中国工程院中国工程院（2020XZ17）
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直径不超过2.5μm的颗粒物(PM2.5)对呼吸系统的毒性影响已经成为全世界关注的问题,长期暴露于PM2.5易于诱发各种肺部相关疾病,世卫组织统计及流行病学资料显示每年均有上万人死于PM2.5相关的室外空气污染。人长期暴露于轻则会引起呼吸系统相关细胞发生氧化应激、炎症反应、免疫异常、细胞内钙离子失调以及能量代谢紊乱等,重则引起呼吸系统相关细胞发生多种形式的死亡,如细胞凋亡、坏死、自噬、衰老和炎症介导的细胞死亡。但由于PM2.5成分与样品发生季节及地域等有关,其引起呼吸系统疾病的机制及规律还远未揭示。最近有报道显示PM2.5暴露循环系统内皮细胞后,可引起细胞内铁超载和氧化还原失衡,并诱导细胞铁死亡。这提示PM2.5暴露导致呼吸系统疾病可能还存在新的损伤机制,并且最新的研究显示铁死亡与肺部疾病包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病、肺纤维化和肺部炎症等密切相关,而肺是PM2.5的重要作用器官,因此为进一步揭示PM2.5暴露对肺的毒性损伤作用,本课题采用16HBE人肺支气管细胞,检测了PM2.5暴露后16HBE的细胞活性、细胞中铁含量、GSH含量、LPO和MDA的产生情况。研究结果表明,PM2.5（200μg/m L）处理16HBE细胞24 h后可导致细胞存活率下降、细胞铁含量增加、细胞内LPO和MDA生成量增加、GSH含量降低,而铁死亡抑制剂DFOM（6.25μM）及Fer-1（12.50μM）可以显著减轻PM2.5对细胞的毒性损伤作用,抑制MDA的产生,减少GSH的损耗。透射电子显微镜的形态学观察显示,PM2.5暴露诱导细胞出现铁死亡的特征性线粒体超微结构改变,q PCR检测结果进一步提示PM2.5暴露后细胞内铁死亡相关基因FTH1、NCOA4和ALOX15表达量显著性增加,GPX4显著降低。结果说明PM2.5暴露引起支气管上皮细胞16HBE发生铁死亡。同时,肺部炎症的病理核心在于炎性反应失控,但是PM2.5如何引起肺部炎性失控,尤其是巨噬细胞在PM2.5诱导肺气血屏障损伤中的作用还不清楚。目前,一种与炎症反应密切相关的死亡方式走进视野,即细胞焦亡。焦亡是新近发现的一种具有极高促炎性的细胞程序性死亡方式,与机体炎症密切相关,并且免疫中起着重要作用。本课题以肺泡巨噬细胞为模型,开展体外试验,通过检测PM2.5暴露引起巨噬细胞焦亡的相关表型（细胞形态学特征、乳酸脱氢酶（LDH）水平、焦亡相关蛋白表达）,确认了人巨噬细胞在PM2.5暴露中的焦亡效应。
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