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为探究二茂铁掺杂柴油尾气中磁性颗粒的危害，青岛大学研究人员对二茂铁衍生磁性颗粒（FMP）展开研究。结果发现 FMP 会引发肺毒性，机制与 Bach1 - SAT1 - 多胺消耗及铁死亡有关。该研究为评估柴油添加剂安全性提供依据。
在如今的城市中，汽车尾气就像一团笼罩在人们头顶的阴霾，时刻威胁着大家的健康。其中，磁性纳米颗粒（MNPs）作为空气污染的重要 “成员”，因其微小的尺寸和独特的磁性，能够轻易地穿透人体的生物屏障，进入肺部、血液等组织，给人体健康埋下了巨大的隐患。柴油，作为一种常见的燃料，其燃烧产生的尾气是大气颗粒物（PM）的主要来源。为了减少尾气排放带来的不良影响，人们尝试在柴油中添加各种化合物，二茂铁（Ferrocene）就是其中备受关注的一种。它能降低氮氧化物和颗粒物排放，可这也改变了尾气的成分和结构，让尾气中出现了富含铁的纤维状纳米颗粒，这些奇怪的颗粒是否会带来新的健康风险呢？带着这样的疑问，青岛大学的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在了《Journal of Nanobiotechnology》上。
研究人员开展了一系列实验来揭开这些磁性颗粒的 “真面目”。他们通过收集不同浓度二茂铁掺杂的柴油尾气颗粒，利用强磁提取装置从中分离出磁性成分，也就是二茂铁衍生磁性纤维颗粒（FMP）。接着，对 FMP 进行了全面的表征分析，包括观察其形貌、测量尺寸和 Zeta 电位等。在动物实验方面，他们选用了孵化中的鸡胚，让鸡胚通过吸入稀释的柴油尾气或者气管内给予 FMP 来模拟人体暴露情况。同时，还进行了 RNA 测序（RNA - seq）、定量实时聚合酶链反应（qRT - PCR）、细胞培养实验等，从多个层面深入研究 FMP 的毒性和作用机制。
研究结果令人警醒。首先，在二茂铁掺杂的柴油尾气中，确实出现了纤维状颗粒，而且这些颗粒表面的金属元素含量增加。成功提取的 FMP 呈现纤维状，在不同的溶液中具有良好的分散性。动物实验表明，FMP 会附着在细支气管壁上，导致肺部出现胶原沉积等组织学变化，并且随着 FMP 暴露剂量的增加，肺部的负担也在加重。RNA - seq 分析发现，FMP 暴露会使鸡肺组织中的许多基因表达发生变化，其中 SAT1 基因显著上调，这些差异表达基因参与了吞噬作用、上皮 - 间质转化（EMT）等过程，并且与铁死亡通路中的关键基因 Bach1、SAT1 和 GPX4 存在重叠。在细胞实验中，FMP 能够进入人支气管上皮细胞（16HBE），表现出剂量和时间依赖性的细胞毒性，还会导致细胞内活性氧（ROS）水平升高、线粒体损伤、丙二醛（MDA）含量增加等铁死亡特征，同时促进成纤维细胞（HLF - 1）的纤维化相关蛋白表达。进一步研究发现，FMP 诱导的铁死亡与 Bach1 - SAT1 通路以及多胺消耗密切相关。用 Bach1 抑制剂（HPPE）预处理或者补充多胺（如精胺 SP、亚精胺 SPD），都能减轻 FMP 诱导的细胞毒性和铁死亡相关变化。在体内实验中，抑制 Bach1 或者沉默 SAT1 基因，都可以有效减轻 FMP 诱导的肺纤维化。
研究结论和讨论部分意义重大。此次研究首次从二茂铁掺杂的柴油尾气颗粒中提取并表征了 FMP，证实其具有肺毒性，且毒性机制与铁死亡以及 Bach1 - SAT1 - 多胺消耗通路密切相关。这一发现为深入了解柴油添加剂对健康的影响提供了新的视角，提示在使用二茂铁等柴油添加剂时，需要谨慎权衡排放控制和健康效应之间的关系。未来，还需要进一步开展低剂量暴露研究，明确颗粒形状和化学组分对毒性的具体贡献，从而更全面地评估柴油添加剂的安全性，为制定相关的安全标准提供有力的科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是强磁提取技术，从二茂铁掺杂的柴油尾气颗粒中提取 FMP；二是多种微观检测技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）用于观察颗粒和细胞的微观结构；三是 RNA - seq 和 qRT - PCR 技术，分析基因表达变化；四是细胞培养实验，研究 FMP 对细胞的毒性和相关机制。通过这些技术，研究人员一步步揭开了 FMP 的神秘面纱，为我们的健康防护敲响了警钟。
