编辑推荐：
为探究燃烧衍生纳米颗粒影响，研究人员以碳纳米颗粒为对象，发现其致中性粒细胞凋亡延迟，为毒理学评估提供依据。
在我们生活的环境中，空气里漂浮着各种各样的微小颗粒，其中燃烧衍生的纳米颗粒就像一个个隐藏的 “小怪兽”，对我们的健康虎视眈眈。大量研究表明，吸入这些纳米颗粒可能会引发或加重炎症性肺部疾病，而中性粒细胞作为人体免疫系统的重要 “卫士”，首当其冲地与这些纳米颗粒 “交锋”。此前有研究发现，人类中性粒细胞暴露于碳纳米颗粒后，细胞凋亡（细胞程序性死亡）速率会降低，从而延长细胞寿命，在暴露于碳纳米颗粒的动物支气管肺泡灌洗液中的中性粒细胞也出现了凋亡速率降低的情况，但其中的分子和细胞作用机制却一直是个未解之谜。为了揭开这个谜团，来自德国 IUF - Leibniz 环境医学研究所的研究人员 Tamara Hornstein、Tim Spannbrucker 和 Klaus Unfried 展开了深入研究，相关成果发表在《Particle and Fibre Toxicology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。他们从健康志愿者采集血液样本获取人中性粒细胞，并对人早幼粒白血病细胞系 HL - 60 进行诱导分化，使其成为中性粒细胞样细胞。运用流式细胞术，对细胞的凋亡、活性氧（ROS）生成、免疫表型等多个指标进行精确检测；通过 May - Gruenwald/Giemsa 染色观察细胞形态；利用细胞因子阵列分析血浆中细胞因子水平。
研究结果主要如下：
- 碳纳米颗粒延迟细胞凋亡且与氧化应激相关：研究人员将人中性粒细胞和中性粒细胞样分化的 HL - 60 细胞暴露于不同剂量的碳纳米颗粒（20nm）中，发现二者的凋亡速率均呈剂量依赖性降低。进一步检测发现，细胞内 ROS 水平在暴露于有效剂量（33μg/ml）的碳纳米颗粒后显著增加，且同样具有剂量依赖性。为了验证 ROS 与凋亡速率降低之间的因果关系，研究人员使用 N - 乙酰半胱氨酸（NAC）和二苯基碘化铵（DPI）进行预处理实验。结果表明，NAC 能降低碳纳米颗粒诱导的细胞内 ROS 水平，同时使凋亡速率恢复；DPI 虽然对人中性粒细胞中碳纳米颗粒诱导的 ROS 水平影响不明显，但也能阻止凋亡速率的降低。在 HL - 60 细胞中，两种预处理均能降低 ROS 水平并恢复凋亡速率。
- 部分样本的中性粒细胞对碳纳米颗粒有反应：研究人员在实验中发现，并非所有志愿者的中性粒细胞样本在暴露于碳纳米颗粒后都出现凋亡延迟的现象。通过区分 “responder”（有反应）和 “non - responder”（无反应）样本，研究人员发现，有反应样本的供体血浆中促炎细胞因子水平较高，且这些样本中含有更多的 “primed”（预激活）中性粒细胞，其免疫表型为 CD16brightCD62Ldim 。这种免疫表型在炎症性肺部疾病中也较为常见。
- 碳纳米颗粒诱导的预激活与凋亡延迟相关：通过对不同免疫表型的中性粒细胞亚群分析，研究人员发现碳纳米颗粒暴露仅在有反应样本中诱导了中性粒细胞的激活，且这种激活与凋亡中性粒细胞数量的减少相关。同时，ROS 参与了这一过程，抗氧化预处理能够阻止中性粒细胞的激活。
- 膜重排介导凋亡延迟和细胞激活：研究发现，碳纳米颗粒暴露会导致中性粒细胞细胞膜上神经节苷脂 M1（GM1）水平呈剂量依赖性降低，这表明细胞膜发生了重排。这种膜重排依赖于 ROS，且与中性粒细胞的预激活和凋亡延迟有关。使用甲基 - β - 环糊精（MβC）破坏脂质筏结构，也能导致类似碳纳米颗粒暴露的结果，即凋亡延迟和中性粒细胞激活，但 MβC 不具有氧化潜能。
综合研究结论和讨论部分，此次研究意义重大。一方面，研究人员证实了燃烧衍生的碳纳米颗粒可导致中性粒细胞凋亡延迟，且这一效应与细胞内 ROS 的诱导以及细胞膜重排密切相关。另一方面，研究发现只有具有特定免疫表型（类似于肺部预激活中性粒细胞）的中性粒细胞对碳纳米颗粒敏感，这为理解纳米颗粒在体内的作用机制提供了新视角。在毒理学评估方面，该研究表明细胞内氧化应激和中性粒细胞凋亡延迟是评估难溶性可吸入纳米颗粒毒性的重要指标。此外，研究还指出，HL - 60 细胞在建立评估吸入颗粒对中性粒细胞抗凋亡作用的测试系统方面具有潜在价值，但需要进一步标准化和验证。总之，这项研究为深入了解燃烧衍生纳米颗粒对人体健康的影响以及相关毒理学评估提供了重要依据，有助于推动相关领域的进一步研究和发展。
