城市环境所等在大气颗粒物毒理学研究方面取得进展

大气颗粒物（Ambient particulate matter，PM）是影响城市空气质量的首要污染物。已有大量流行病学和毒理学研究证实，PM能够携带细菌、病毒、金属、酸性氧化物、有机污染物等大量有害物质进入机体，对呼吸系统产生较强的刺激作用和致敏作用，诱导慢性阻塞性肺病、支气管炎、哮喘等慢性呼吸系统疾病，甚至加剧肺癌的发生发展和恶性转移。

中国科学院城市环境研究所环境医学与分子毒理学研究组（董四君团队）与北京大学城市与环境学院教授、中科院院士陶澍研究团队合作，采集了北京市秋季PM10，提取水溶性组分（WE-PM10），以microRNA介导的基因调控网络为切入点，研究WE-PM10促进肺癌细胞转移的分子机制并筛查主要毒效成分。研究结果表明，WE-PM10暴露导致了人非小细胞肺癌细胞系（A549）中miR-26a表达降低，Lin-28的同源物（LIN28B）和白介素-6（IL6）表达增加，信号转导及转录激活因子3（STAT3）活化，最终促进了A549细胞上皮间质转化（EMT）并增强其迁移和侵袭能力。裸鼠成瘤实验进一步证实了WE-PM10可显著增强肺癌细胞体内的成瘤能力。在利用生物信息学研究技术预测miR-26a在LIN28B和IL6的3′UTR上存在结合位点的基础上，研究团队利用miR-26a差异表达的细胞模型，确定了miR-26a对预测LIN28B的直接调控作用并证实了WE-PM10促进A549细胞转移的过程受miR-26a-LIN28B/IL6调控。值得注意的是，PM10是由多种化学物质组成的混合物，不同来源的PM10由于形成条件、时间和空间不同，化学组分可能大相径庭。PM10对人体健康的危害主要来自其负载的有毒组分。所以，该研究最后还采用阳离子交换树脂螯合去除了WE-PM10中的金属，结果明显干预了WE-PM10诱导肺癌细胞的炎症反应和侵袭转移能力，证实了大气颗粒物中金属可能是其促进肺癌细胞转移的关键毒效成分。

上述研究结果以MiR-26a functions as a tumor suppressor in ambient particulate matter-bound metal-triggered lung cancer cell metastasis by targeting LIN28B-IL6-STAT3 axis 为题发表于Archives of Toxicology（Archives of Toxicology, 2018, 92:1023-1035）。卢艳阳为第一作者，林怡和董四君为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（41390240，21677140，21477124）和中科院青年创新促进会（2017349）等项目的支持。

PM10金属成分促进肺癌细胞转移的分子机制示意图