大气醌类诱导细胞因子及氧自由基调控机制的研究

大气细颗粒PM2.5对我国人群健康有严重影响。PM2.5主要危害心肺系统，对免疫和神经系统也有影响。尽管生物学机制未完全阐明，氧化应激和炎症反应是PM健康效应的关键步骤。醌类是PM2.5中含氧多环芳烃（oxy-PAHs）的重要组成，在交通源颗粒中其浓度甚至要高于苯并[a]芘等PAHs。醌类可通过自身氧化还原产生活性氧自由基（ROS），而在PM致病过程中起重要作用。本研究拟对10种大气代表性醌类有机物的促炎效应进行系统研究，通过分析醌类对18种细胞因子的作用，分离出有促炎作用的醌；分析ROS对醌诱导细胞因子的调控作用，回答醌的氧化能力能否真实表征其促炎作用；结合城市大气PM2.5有机提取物对细胞因子的作用，分析醌类对PM2.5致炎症反应及致病作用的重要性。本研究将深入揭示醌类在PM2.5导致肺炎、哮喘等呼吸系统疾病中的作用机制，为阐明流行病学研究结果、评估PM2.5的健康风险提供科学依据。

大气颗粒物（Particulate Matter；PM）对我国人群健康有严重影响。醌类化合物是PM中含氧多环芳烃（oxy-PAHs）的重要组成，在交通源颗粒中其浓度甚至要高于苯并[a]芘等PAHs。醌类可通过自身氧化还原产生活性氧自由基（ROS），而在PM 致病过程中起重要作用。尽管生物学机制未完全阐明，氧化应激和炎症反应是PM 健康效应的关键步骤。本研究对8种大气中代表性醌类有机物的氧化潜势和促炎效应进行了深入的研究。研究发现醌类有机物可在非细胞及细胞体系通过氧化还原循环产生大量的ROS，部分醌类有机物可造成细胞线粒体损伤、胞内游离钙离子浓度升高、DNA损伤，最终造成细胞死亡；加入抗氧剂NAC对细胞产生了保护作用，醌类有机物造成的损伤均有不同程度的下降；交通源大气颗粒物的有机提取物可造成A549细胞的DNA损伤，并诱导多种炎症因子的表达，通过GC-MS分析，发现醌类是其重要化学组分之一，其中1,4-萘醌亦可造成A549细胞的DNA损伤和炎性因子的表达。本研究发现醌类有机物是大气颗粒物的重要组分之一，对PM2.5在体内产生的氧化应激和致炎反应及致病性均具有重要意义。