PM2.5重复暴露通过线粒体功能障碍和自噬流阻断调控流感病毒介导的支气管上皮干扰素反应

本研究针对PM2.5长期暴露与流感病毒(IAV)感染加重的流行病学关联，首次在气液界面(ALI)培养的支气管上皮模型中开展4次PM2.5重复暴露实验。研究发现PM2.5可被上皮细胞内化并持续诱导促炎反应，但会下调IAV感染后的干扰素(IFN)通路，同时伴随线粒体功能异常和自噬标志物p62蛋白积累。该研究为阐明空气污染加剧呼吸道病毒感染提供了新的机制视角，发表于《Environmental Pollution》。

　　

空气污染与呼吸道病毒感染的协同危害已成为全球公共卫生焦点。细颗粒物PM_2.5能深入肺部并长期滞留，流行病学调查显示其与流感病毒(IAV)感染严重程度呈正相关，但重复暴露的分子机制尚不明确。既往体外研究多聚焦单次暴露，难以模拟人类实际暴露场景。更关键的是，PM_2.5如何通过调控线粒体功能和自噬过程影响抗病毒免疫应答，仍是亟待破解的科学难题。

巴黎某研究团队在《Environmental Pollution》发表创新性研究，采用气液界面(ALI)培养的Calu-3支气管上皮模型，设计4次重复暴露实验（累计20 μg/cm²），结合透射电镜(TEM)、Seahorse线粒体压力测试、PCR阵列等多维度技术，首次揭示PM_2.5通过诱导线粒体损伤和自噬流阻断，选择性抑制干扰素(IFN)通路的分子机制。

关键技术包括：1）气液界面(ALI)培养系统模拟人体支气管微环境；2）伪ALI颗粒暴露技术实现重复给药；3）Seahorse XFe24分析仪检测线粒体氧耗率(OCR)；4）RT² Profiler PCR阵列筛选抗病毒反应相关基因；5）透射电镜观察亚细胞结构。

3.1 支气管上皮对PM_2.5重复暴露的响应
研究首先证实PM_2.5可被上皮细胞内化，CYP1A1基因持续激活表明多环芳烃(PAHs)生物有效性。重复暴露引发持续促炎反应，IL-6分泌量稳定维持在较高水平，但未出现剂量累积效应。值得注意的是，上皮屏障完整性（TEER值）和代谢活性仅轻微下降，提示细胞耐受性良好。

3.2 PM_2.5预暴露对IAV感染的影响
最显著的发现是：虽然病毒载量未改变，但PM_2.5预暴露使IAV诱导的IFN-β分泌降低21%，IFN-λ1和CCL5表达也呈下降趋势。PCR阵列分析显示，cGAS-STING、RLR和TLR信号通路显著下调。透射电镜观察到PM_2.5+IAV组出现大量自噬囊泡堆积，伴随p62蛋白积累，提示自噬流受阻。Seahorse检测发现重复暴露使基础线粒体呼吸降低12%，ATP相关呼吸下降14%。

讨论与意义
该研究突破性地揭示：PM_2.5重复暴露通过双重机制调控抗病毒免疫——线粒体功能损伤直接影响MAVS信号平台，而自噬流阻断可能通过Atg5/Atg12复合物干扰RIG-I/MAVS相互作用。这种选择性抑制IFN通路但不影响促炎反应的特征，恰能解释临床观察到的"高炎症伴免疫抑制"矛盾现象。研究为开发靶向线粒体保护的干预策略提供理论依据，对流感流行季的空气污染预警具有重要公共卫生意义。未来需在更长暴露周期和类器官模型中验证这些发现，并探索MAVS蛋白翻译后修饰等深层机制。