人源炭末沉着组织颗粒物诱导肺细胞-巨噬细胞共培养体系炎症标记物表达及其机制研究

本研究发现从人体炭末沉着组织提取的颗粒物（APE）可显著激活肺细胞与巨噬细胞共培养体系的炎症反应，其诱导的IL-1β、TNF-α等细胞因子释放及M1型巨噬细胞极化现象，为揭示城市空气污染相关肺部疾病的发病机制提供了关键实验证据。

　　

研究亮点

本研究首次成功从人体炭末沉着组织中提取颗粒物（APE），并证明其可诱导肺细胞与巨噬细胞共培养体系产生显著炎症反应。与柴油尾气颗粒（DEP）相比，APE虽不含高环多环芳烃，却能更强力触发IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-8的释放，同时促进巨噬细胞向M1促炎表型分化。

方法

本研究经圣保罗大学医学院伦理委员会批准（注册号PB #08304519.4.0000.0065）。

结果

对35例肺组织捐赠者的分析显示（人口学数据详见附表3），中位年龄73岁，无煤炭/生物质燃烧职业暴露史。从141.55克组织中提取出797.3毫克炭末粉末，化学分析表明APE以低分子量（≤2环）PAHs为主，而DEP富含更复杂的PAHs及更高浓度的铁、硫、锌元素。APE暴露显著降低肺细胞代谢活性与巨噬细胞存活率，并诱导M1型免疫表型。细胞因子检测显示APE组IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-8显著升高（DEP组无此效应）。基因表达分析发现DEP可上调CYP1A1/CYP1B1（外源物代谢相关基因），而APE无此作用。两者均对p53和EGFR细胞周期标记物产生轻度调控。

讨论

本研究首次证实滞留于肺部的炭末颗粒可通过诱导炎症因子释放及巨噬表型调控对呼吸系统产生危害。APE与DEP的生物学效应差异源于其化学成分特性：DEP的高环PAHs主要激活外源物代谢通路，而APE的低分子量PAHs更易引发强烈炎症反应。本研究提出的组织颗粒物提取技术为后续研究提供了新方法，但需注意样本来源个体差异可能造成的成分异质性。

结论

成功建立从人体肺组织提取炭末颗粒物的技术方法，证明APE与DEP因化学组成差异引发不同生物学效应：APE通过低分子量PAHs驱动促炎反应，而不激活外源物代谢通路，提示炭末沉着组织中的颗粒物仍具有生物活性，可能参与慢性肺部病变的进展。