母体柴油机尾气颗粒暴露加剧新生大鼠高氧诱导的肺损伤：代谢组学与炎症机制研究

推荐：本研究针对孕期空气污染暴露加剧早产儿支气管肺发育不良(BPD)风险的科学问题，通过建立母体柴油机尾气颗粒(DEP)暴露联合新生大鼠高氧(85% O2)模型，发现DEP通过激活NF-κB通路、增加氧化应激标志物8-OHdG和促炎因子(IL-1/TNF-α)，协同高氧破坏肺泡化过程，并首次揭示DEP通过干扰半乳糖代谢和氨基糖代谢通路影响肺发育，为防治环境因素诱发的早产儿肺损伤提供新靶点。

　　

（背景段）在全球城市化进程中，柴油机尾气颗粒(DEP)占交通相关细颗粒物(PM_2.5)的90%，其携带的多环芳烃和过渡金属对胎儿发育构成严重威胁。尤其值得注意的是，早产儿因呼吸窘迫需要高浓度氧疗时，这种"双重环境打击"可能通过尚未明确的机制加剧支气管肺发育不良(BPD)的发生。尽管流行病学已发现孕期DEP暴露与儿童哮喘的关联，但关于其对肺发育程序的直接影响，特别是与临床高氧治疗的协同效应，仍存在显著的知识空白。

（研究概况）台北医学大学团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究中，创新性地将妊娠SD大鼠在孕晚期(GD16-21)进行鼻内DEP暴露(500μg/天)，新生幼鼠随后接受14天高氧(85% O₂)处理。通过整合组织形态学、氧化应激检测和UPLC-MS/MS代谢组学技术，首次揭示DEP通过代谢重编程加剧高氧肺损伤的分子机制。

（关键技术）研究采用四大技术体系：1) 基于SRM2975标准DEP的妊娠期暴露模型；2) H&E染色和vWF免疫组化评估肺泡简化与血管密度；3) ELISA和Western blot检测8-OHdG、NF-κB及炎症因子；4) ACQUITY UPLC-SYNAPT G2系统进行非靶向代谢组学分析，结合KEGG通路富集。

（结果1：表型特征）如图1所示，DEP暴露组幼鼠出生体重降低7%，但出现代偿性追赶生长，P14体重反超对照组。高氧使所有幼鼠体重下降，但DEP+O₂组肺泡简化最显著，平均线性截距(Lm)较PBS+O₂组增加15%，血管密度下降40%。

（结果2：分子机制）图3数据显示，DEP单独暴露使肺组织NF-κB p65表达增加2.1倍，8-OHdG水平升高3倍。当联合高氧时，促炎因子TNF-α和IL-1出现协同性升高，分别达到对照组的4.8倍和3.5倍。

（结果3：代谢重塑）代谢组学发现173个差异代谢物(FDR<0.05)，DEP+O₂组显著上调LysoPE(P-16:0)等磷脂类物质，下调谷胱甘肽等抗氧化物质。KEGG分析显示半乳糖代谢通路受影响最显著，涉及11个代谢物改变，包括UDP-GlcNAc升高3.5倍，乳糖降低2.3倍。

（结论与意义）该研究首次证实孕期DEP暴露通过"代谢-炎症"双重机制加重高氧肺损伤：1) 直接诱导氧化应激和NF-κB介导的炎症级联；2) 重编程糖代谢通路，削弱肺组织抗氧化能力。这为临床防治空气污染地区早产儿BPD提供了新思路——针对半乳糖代谢通路的干预可能打破"氧化应激-炎症"恶性循环。研究还提示，尽管DEP暴露幼鼠出现体重追赶现象，但其肺发育障碍持续存在，这种"代谢记忆"效应值得长期随访研究。

（应用前景）鉴于DEP组分与城市PM_2.5的高度相似性，该发现对制定孕妇污染物暴露阈值具有重要参考价值。未来研究可延伸至更早妊娠阶段的暴露影响，并探索前列腺素酯化磷脂(PGF2α/PGE1)等代谢物作为早期预警标志物的潜力。