68 / 2025-03-17 23:01:53

泛凋亡促进肺泡巨噬-微血管内皮细胞间线粒体转移在纳米炭黑暴露致肺纤维化中的机制研究

CB；肺纤维化；EndMT；PANoptosis；线粒体转移

目的：炭黑纳米颗粒（CB）是空气污染中细颗粒物的核心成分，由碳氢化合物不完全燃烧生成的无定形碳，与呼吸系统疾病密切相关。CB暴露可通过促进纤维细胞活化、纤维蛋白原沉积导致肺纤维化（IPF）的发生，但其具体分子机制尚不清楚。

方法：本项目使用气溶胶发生器构建了小鼠CB口鼻式暴露模型并建立了小鼠肺泡巨噬细胞（MH-S）与肺微血管内皮细胞（MPVECs）体外模型。通过小动物肺功能仪评估肺功能，HE/Masson染色结合CD31免疫组化分析炎症与纤维化；Western blot/qPCR检测RNA和蛋白的含量，DCFH-DA探针定量ROS水平。体外实验中，不同浓度CB处理MPVECs与MH-S细胞，划痕实验评估迁移能力，MitoTracker染色观察线粒体形态，Hoechst/PI双染色分析细胞凋亡。基于NCBI IPF单细胞测序数据，通过Seurat分析筛选差异基因，结合GO/KEGG通路富集与CellChat互作网络解析关键调控机制，并利用LASSO回归筛选关键基因。

结果：纳米炭黑暴露显著降低小鼠肺功能，诱发肺组织炎症、胶原沉积及纤维化。单细胞测序显示IPF组微血管内皮细胞占比降低，CB暴露导致内皮标志物CD31减少、间质标志物vimentin/α-SMA升高，表明EndMT发生；ROS水平升高与线粒体功能异常相关。CB暴露通过激活MH-S中的IFI27，触发NLRP12炎症小体介导的泛凋亡（PANoptosis）。这一过程导致MH-S细胞线粒体膜电位受损、ROS过量生成及细胞凋亡，同时释放大量受损线粒体。受损线粒体通过细胞间转移机制进入MPVECs，引发EndMT最终导致IPF的发生。

结论：纳米炭黑暴露通过激活巨噬细胞PANoptosis，驱动肺泡巨噬-微血管内皮细胞间线粒体转移诱导EndMT，最终导致肺纤维化。

关键词：CB；肺纤维化；EndMT；PANoptosis；线粒体转移

基金项目：国家自然科学基金（U24A20772）