本文是一篇医学论文，笔者发现PM2.5会诱导支气管上皮细胞和小鼠肺组织损伤，铁死亡参与PM2.5对支气管上皮细胞及小鼠肺组织的损伤的过程；第二，Nrf2信号通路调控铁死亡，改善PM2.5诱导的支气管上皮细胞以及小鼠肺损伤；
第2章 综述
2.1PM2.5的产生及危害
随着我国的工业化水平不断提高，汽车数量激增，工业废气、汽车尾气排放量大，再者煤炭燃烧、秸秆燃烧仍是我国能源供应和家庭取暖的主要方式，缺少完善、先进的废气处理系统，使得我国的空气污染严重，时有雾霾及沙尘天气出现。其中细颗粒物（PM）是空气污染的重要参与者，空气中的细颗粒物（PM2.5）是指环境中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，已被国际癌症研究机构（IARC）认定为I类致癌物，其化学成分主要包括有机碳（OC）、硝酸盐、硫酸盐等，其中硝基多环芳烃（NPAHs）具有致癌性已得到广泛证实[7]。虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和人们的身体健康有重要影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物具有直径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大[8]。PM2.5可对人体的诸多系统产生影响，包括呼吸系统、神经系统、心血管系统、消化系统、内分泌系统、泌尿系统及生殖系统等，其中呼吸系统是PM2.5入侵机体的初始部位，其对呼吸系统的影响最为直接。流行病学研究表明，长期接触PM2.5与慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、肺部感染、肺癌等疾病高度相关[9] [10]。
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2.2 PM2.5与肺损伤
PM2.5进入气道后，可沉积于细支气管及肺泡表面并入侵细胞，如支气管上皮细胞、肺泡上皮细胞、肺巨噬细胞等。PM2.5干扰细胞的正常功能，触发氧化应激并引起细胞损伤[11]。受损细胞释放炎症因子进一步加剧肺损伤甚至引起肺泡塌陷，与此同时免疫细胞激活，增加表皮生长因子受体（EGFR）配体的表达，释放包括双向调节素、转化生长因子α (TGFα)和β (TGFβ)以及肝素结合的EGF样生长因子。这些细胞因子及其受体之间的相互作用促进支气管重构，导致支气管壁增厚和肺组织纤维化，进一步恶化肺内微环境[12]。
此外，PM2.5暴露可改变和损害正常肺部的免疫反应，使其易受感染。首先，PM2.5可损害支气管粘纤毛系统，导致细菌清除能力下降；其次，PM2.5引起的炎症因子紊乱可导致肺上皮细胞和成纤维细胞死亡，抑制细胞间的间隙连接，增加上皮屏障的通透性，损害肺物理免疫屏障的功能[13]；第三，损害肺泡巨噬细胞（AMs）的功能，AMs是炎症的重要调节因子，在小气道抗菌活性中起着不可或缺的作用。越来越多的研究结果表明，PM2.5通过破坏肺表面活性物质(如二棕榈酰磷脂酰胆碱和与调理蛋白相关的氨基酸)的正常生理和免疫功能来降低肺泡巨噬细胞的吞噬作用，而肺泡表面活性物质通常扮演着促炎因子的作用，增强AMs的吞噬能力。PMs通过各种机制直接损害AMs的抗菌功能，包括影响转铁蛋白介导的Fe3þ传递到AMs，改变Toll样受体(TLRs)的表达，扰乱微管结构，降低PMs吞噬活性。这些影响最终都会导致肺部免疫力下降，并促进感染性疾病以及过敏性疾病的发生[14]。
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第3章 实验材料和方法
3.1 材料及试剂
3.1.1 实验细胞
人支气管上皮细胞（Beas-2B）购自北京细胞库。
3.1.2 药品及试剂
医学论文参考
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3.2 实验方法
3.2.1 细胞培养
（1）配制DMEM培养基：在培养基中添加1%的青-链霉素双抗和10%的FBS。（2）细胞复苏及细胞传代：将液氮冻存的Beas-2B细胞解冻，立即转移到含有6ml培养基的离心管中。然后，混匀细胞，设置离心机为800rpm，并将混悬细胞并离心机中放置5min。待离心结束后，弃掉上清液将细胞转移到装有10ml培养基的培养皿中。
3.2.2 CCK-8法测定细胞存活率
用胰酶处理对数生长期的Beas-2B细胞。离心并混合后，将细胞悬液10ul加入40ul台盼蓝中计数。按照0.5×104个细胞/孔的数量均匀添加到96孔板中。置于细胞培养箱中24h后，使用siRNA预处理48h。然后加入pm2.5（终浓度：100、200、400uM）刺激18h。弃去96孔中的液体，向每个孔中添加无血清DMEM配置的10％的CCK-8试剂，并将96孔板在细胞培养箱中放置1-2 h，用酶标仪检测在450 nm波长处的OD值。
3.2.3 细胞内ROS测定
按照如上的方法铺96孔板。置于细胞培养箱中24h后，使用siRNA预处理48h，再加入Fer-1（终浓度：1uM）作用1 h，并给予PM2.5（终浓度：400uM）刺激18h。然后，向每个孔中添加氧化还原染料DCFH-DA。在荧光显微镜下检测绿色荧光用于检测细胞中ROS的产生水平。
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第3章 实验材料和方法 .................... 11
3.1 材料及试剂 ................................. 11
3.1.1 实验细胞 ............................... 11
3.1.2 药品及试剂.......................... 11
第4章 结果 ....................... 15
4.1 PM2.5诱导后， Nrf2-/-小鼠较WT小鼠出现更明显的肺损伤...........16
4.2 PM2.5诱导后， Nrf2-/-小鼠较WT小鼠出现更明显的铁蓄积..............17
4.3 PM2.5诱导后，Nrf2-/-小鼠较WT小鼠出现更明显的氧化失衡及铁蛋白异常表达 ............................ 18
第5章 讨论 .......................... 25
第5章 讨论
随着研究的不断深入，人们对铁死亡的发生、发展有了更深入的了解，Nrf2在介导这一过程中发挥了重要作用。特别是在细胞的抗氧化过程，铁死亡和铁死亡中间代谢的许多过程都由Nrf2靶基因介导。虽然Nrf2和铁死亡在PM2.5诱导的肺损伤中的机制已有阐述，但它们之间的关系尚不清楚。在本研究中，我们的目的是确定细胞抗氧化反应的关键调节因子核转录因子Nrf2是否可以抑制PM2.5诱导的肺损伤及其诱导的铁死亡。
铁死亡在体外和体内PM2.5诱导的肺损伤中发挥关键作用。铁的异常积累产生大量自由基，损害DNA、蛋白质和其他生物分子。Nrf2是调控细胞抗氧化反应的关键因子，控制HO-1、NQO1等抗氧化应激相关基因的表达。Nrf2除了在维持细胞氧化还原平衡方面发挥重要作用外，还有助于缓解脂质过氧化和铁死亡。PM2.5诱导可显著增加肺组织及支气管上皮细胞脂质过氧化和ROS的产生，而Nrf2及其下游靶基因的激活可逆转这一过程。值得注意的是，在Nrf2水平较低的疾病环境中，增加的脂质氧化和下游Nrf2靶点失活显著增强了铁死亡进程，这也进一步促进疾病进展。然而，Nrf2水平是否与PM2.5诱导的肺损伤中铁死亡的敏感性直接相关尚未明确。为了阐明Nrf2对PM2.5诱导肺损伤中铁死亡敏感性的影响，我们分析了PM2.5处理的野生型和Nrf2 KO小鼠的铁积累、脂质过氧化和铁死亡相关蛋白的表达。Nrf2 野生型小鼠和Nrf2 KO小鼠均表现出铁积累改变，MDA水平上调，GPX4和xCT蛋白水平下调，这些都是铁死亡的关键生物标志物。然而，上述生物标志物在Nrf2 KO小鼠中的变化比野生型小鼠更显著。令人惊讶的是，Nrf2-KO组的TFR、FTH-1和FTL的表达较WT组升高。因此，我们推测Nrf2缺失可能导致TFR、FTH-1和FTL的基线显著升高，这可能是由于ROS产生增加引起的，过量的脂质过氧化物和铁蓄积相互作用，最终引起肺组织病理改变。
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第6章 结论
PM2.5在体内及体外诱导铁死亡，Nrf2信号通路调控铁死亡，改善脂质过氧化，缓解 PM2.5诱导的支气管上皮细胞死亡以小鼠肺组织损伤。
参考文献（略）