细颗粒物(PM2.5)是主要的有害环境污染物之一,可损伤鼻黏膜上皮屏障,与变应性鼻炎、慢性鼻窦炎等疾病的发生发展密切相关。鼻黏膜上皮屏障是气体与呼吸道之间的第一道防御屏障,容易受到有害刺激(例如病原微生物和PM2.5)的破坏。目前研究表明,PM2.5致细胞死亡的方式包括自噬、坏死、凋亡、焦亡和铁死亡等。其中,铁死亡是一种铁依赖性脂质过氧化的新发现的调节性细胞死亡方式,参与了神经系统疾病、肠道疾病、肾损伤和呼吸系统疾病等多种疾病进程。且有研selleckchem究表明,铁死亡在PM2.5致内皮细胞和支气管上皮细胞损伤中扮演了重要角色,然而,铁死亡在PM2.5致鼻黏膜上皮损伤中的作用及其机制尚不明确。自噬作为一种调节细胞和机体稳态的核心分子途径,在PM2.5致气道损伤中发挥重要作用,并且能够调控铁死亡。然而,自噬能否通过调控铁死亡来参与PM2.5诱导的鼻黏膜上皮细胞损伤也有待于进一步研究。方法:为验证铁死亡在PM2.5致鼻黏膜上皮损伤中的重要作用并进一步探讨其可能机制,本实验主要通过Superior tibiofibular joint构建体外和体内模型来进行研究。在体外,本实验采用CCK8试剂盒测定PM2.5有机提取物(PM2.5)对人鼻黏膜上皮细胞系(HNEPCs)的细胞毒性,采用相关检测试剂盒检测细胞内铁含量、ROS释放和脂质过氧化水平,采用Western blot检测自噬与铁死亡蛋白表达水平;在体外,分别采用HE染色和PAS染色检测鼻黏膜上皮的病理变化和黏液分泌情况,ELISA检测小鼠鼻腔灌洗液中炎性细胞因子水平以及免疫组化分析鼻黏膜上皮中自噬和铁死亡相关蛋白水平。结果:1.体外实验PM2.5暴露导致HNEPCs氧化应激、不稳定的铁蓄积和脂质过氧化。此外,PM2.5显著抑制HNEPCs中胱氨酸-谷氨酸反转运酶(system Xc~-,x CT)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)、人铁蛋白重链(FTH1)和人铁蛋白轻链(FTL)的表达水平。铁死亡抑制剂去铁胺(Deferoxamine,DFO)和ferrostatin-1(Fer-1)可显著逆转PM2.5对HNEPCs的毒性。机制上,PM2.5暴露启动了AMPK介导的自噬,并导致HNEPCs发生铁死亡。自噬抑制剂3-MA显著改善PM2.5诱导的HNEPCs死亡、氧化应激、不稳定铁蓄积和脂质过氧化,并下调x CT、GPx4、FTH1和FTL的表达。此外,AMPK抑制剂(Compound C,CC)和si RNA-AMPKα可抑制HNEPCs中PM2.5诱导的自噬激活和铁死亡。2.体内实验Fer-1可减轻PM2.5暴露小鼠的鼻黏膜上皮损伤和黏液分泌。同样地,3-MA和CC显著改善PM2.5引起的小鼠鼻黏膜上皮损伤和炎性细selleck AM-2282胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α的产生。此外,CC显著抑制了PM2.5诱导的小鼠鼻黏膜上皮细胞自噬激活,并逆转了PM2.5诱导的GPx4和FTH1的下调。结论:综上所述,本研究表明PM2.5通过激活AMPK介导的自噬促进HNEPCs的铁死亡,从而引起急性鼻黏膜上皮损伤,因此,AMPK可能是PM2.5导致的鼻黏膜上皮损伤的潜在治疗靶点。