10 / 2025-02-25 19:18:30

二次无机气溶胶致肺部菌群紊乱驱动中性粒细胞炎症的机制

二次离子气溶胶,肺部微生物,炎症

      二次无机气溶胶（SIA）主要由硫酸盐（SO₄²⁻）、硝酸盐（NO₃⁻）和铵盐（NH₄⁺）组成，是我国PM₂.₅的重要成分。研究表明，PM₂.₅中的二次无机组分暴露会增加肺部炎症或死亡风险。肺部菌群对炎症有潜在调控作用，中性粒细胞通过识别肺部微生物启动不同信号转导机制，协调抗菌反应。本研究旨在探究SIA暴露期间肺部菌群动态响应及其在肺部中性粒细胞炎症中的作用。

      本项目通过分别构建硫酸盐（SO₄^2-）、硝酸盐（NO₃^-）和铵盐（NH₄⁺）气溶胶小鼠动态吸入暴露模型。解析肺部菌群对SIA暴露的响应特征。筛选出肺部先天性免疫激活最快的气溶胶，进一步分别通过移植特征响应菌群和抗生素干预，对比SIA暴露前后小鼠肺部微生物的群落结构，解析特征响应菌群丰度的变化，研究中性粒细胞亚群的动态变化及中性粒细胞免疫陷阱的形成，揭示特征响应菌群在SIA暴露期间招募中性粒细胞浸润肺组织诱导转录重编程的机制。

       研究发现，NH₄^＋和SO₄^2-气溶胶对肺部先天性免疫的激活要明显迟缓于(NH₄)₂SO₄气溶胶暴露。16S rRNA测序显示，SIA暴露扰乱小鼠肺部微生态，菌群丰富度和多样性增加，变形菌门和厚壁菌门丰度下降。抗生素干预后，SIA暴露导致肺部微生物群落丰富度和多样性显著增加，生态位宽度显著扩大。RT-PCR结果显示，与SIA单独暴露组相比，肺部IL-1β、TNF-α、CCL2、、IL-8炎性因子mRNA表达量升高，中性粒细胞在肺组织聚集，提示宿主呼吸道固有菌群可以抑制SIA暴露引发的肺部中性粒细胞炎性。Western blot结果显示，肺组织中髓过氧化物酶（MPO）、肽基精氨酸脱亚胺酶4（PAD4）及瓜氨酸化组蛋白H3的表达水平升高，提示中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的形成。NETs的生成持续扰乱肺部微生态，加剧了肺部中性粒细胞炎症。