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【前沿进展】细颗粒物（PM2.5）在肺癌发生中的作用研究

2025年08月05日

编译：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

Session Type

Mini Oral

Session Title

MA09. Diving Deep into Diversity: Old and New Risks for Lung Cancer

摘要号

MA09.03

英文标题

Determining the Role of Fine Particulate Matter (PM2.5) in Lung Cancer Initiation

中文标题

细颗粒物（PM2.5）在肺癌发生中的作用研究

讲者

Peiyao Wang, BSc

讲者机构

University of British Columbia

背景

近些年来，非吸烟人群罹患肺癌的发病率呈现出持续且明显的攀升趋势，这一公共卫生领域的显著变化已引起研究者和相关机构的广泛关注与深思。大量现有研究表明，室外空气污染，尤其是空气中那些直径小于2.5微米的细颗粒物（即PM2.5），其长期暴露与非吸烟人群肺癌的发生与发展之间存在不容忽视的相关性。然而，目前关于PM2.5在肺癌起始阶段所扮演的具体生物学角色及其内在作用机制，科学界尚未形成明确共识，其如何具体参与并驱动正常肺上皮细胞向恶性表型转化的详细过程，仍需进行更为深入和系统的探索。因此，本研究旨在通过建立并利用严谨的体外实验模型，系统性地探讨PM2.5在诱导肺上皮细胞发生恶性转化这一复杂过程中的潜在作用，并力求阐明其背后可能涉及的分子机制。

方法

本研究精心选用了两种具有代表性的非转化肺上皮细胞系（BEAS-2B和HPL1D）作为研究对象，进行一系列PM2.5暴露实验。在暴露方案设计上，我们采用了脉冲式的处理方法，即每次对培养的细胞进行持续24小时的PM2.5暴露，之后给予细胞一段明确的间隔时间用于恢复，并重复此暴露-恢复循环流程，整个暴露阶段持续进行共计六周。随后，为了充分累积潜在的基因突变负荷并观察其长期生物学效应，细胞进入一个为期六周的延长恢复期。在整个漫长的实验周期内，我们通过多种技术手段和指标来综合评估细胞的恶性转化特征，这包括持续观察细胞形态学的动态演变过程、精确检测DNA损伤的特定分子标志物、深入分析细胞是否获得干细胞样特征（干性），以及通过经典的软琼脂集落形成实验来严格评估其锚定非依赖性生长能力——这是体外判定细胞恶性转化的重要标志。此外，我们对经过长期暴露处理的细胞进行了单克隆筛选，并进一步开展了全面的全外显子组测序，以期从基因组层面详尽解析其积累的变异情况。同时，为了将体外研究发现与临床实际相联系并进行验证，我们还回顾性分析了55例具有明确长期PM2.5暴露史的肺腺癌患者的肿瘤样本，旨在系统性地解析和确认由PM2.5暴露所诱导的特异性体细胞突变特征谱。

结果

实验结果显示，急性期的PM2.5暴露能够导致肺上皮细胞发生显著的DNA损伤反应，并引发明显的细胞形态学改变，如细胞骨架紊乱等。经过长期、反复的PM2.5暴露处理后，细胞表现出增殖能力持续性增强、基因组不稳定性增加以及突变负荷累积上升的趋势。更为关键的是，软琼脂集落形成实验明确证实，长期暴露后的细胞获得了显著的锚定非依赖性生长能力，这强有力地支持了细胞已发生恶性转化的结论。对这批长期暴露细胞进行的深入基因组学分析，进一步揭示了可能由PM2.5暴露诱导产生的新发体细胞变异，或发现了与癌症发生发展密切相关的关键信号通路（如DNA损伤修复通路、细胞周期调控通路等）发生了特异性改变，这些发现为机制阐释提供了直接线索。

结论

本研究通过建立系统的体外长期暴露模型证实，PM2.5暴露确实能够在体外环境中驱动正常的肺上皮细胞逐步发生恶性转化。这项工作不仅为科学界深入理解PM2.5在肺癌发生起始阶段的具体生物学作用提供了新的、有力的实验证据和理论见解，而且其研究成果对于未来指导非吸烟人群的肺癌风险分层、优化早期筛查策略，以及制定更具针对性和有效性的早期检测与一级预防措施，都具有十分重要且深远的潜在价值。

责任编辑：肿瘤资讯-TY
排版编辑：肿瘤资讯-TY