J HAZARD MATER | 陈舌研究员团队与合作者揭示环境细颗粒物暴露可诱导肝损伤
近日，复旦大学基础医学院陈舌研究员团队与公共卫生学院阚海东教授团队联合开展了一项关于环境细颗粒物（PM2.5）肝毒性的研究，基于全国15个城市的人群体检数据，结合动物和体外实验，评估了PM2.5对肝损伤的影响，并探索了极性蛋白Par3在PM2.5诱导的肝损伤中的潜在作用机制。研究结果以“Impact of fine particulate matter on liver injury: evidence from human, mice and cells”为题发表在环境领域期刊《Journal of Hazardous Materials》杂志上。
肝脏是各种内源性和外源性化学物质的中枢代谢器官，临床上常用血清生化测试来评估肝损伤。2019年，全球有16.9亿人患有慢性肝病，造成了巨大的疾病负担。环境PM2.5是近年来新发现的慢性肝病的潜在危险因素。尽管最近的几项流行病学研究报告了环境PM2.5暴露与非酒精性脂肪性肝病、肝硬化和肝癌之间的潜在关联，但其具体的肝毒性和潜在生物学机制尚不明确。极性蛋白Par3是维持肝细胞极性的重要分子，其胞内定位或表达改变会破坏肝细胞的结构和功能。
图1. “PM2.5对肝损伤的影响”的研究框架
本研究遵循了“在人群中发现表型—动物和体外实验验证—分子机制探索”的研究设计框架（图1），开展了一项基于人群的多中心回顾性重复测量研究，研究人群为来自中国15个城市的102,918名参与者，使用线性混合效应模型分析发现PM2.5长期暴露导致一系列肝生化指标的异常变化，提示PM2.5可以诱导肝损伤。然后，基于人群表型，进一步研究发现，经PM2.5长期染毒的小鼠出现肝脏脂肪变性、炎症和纤维化。经PM2.5颗粒染毒的L02细胞（人正常肝细胞）呈现出活力降低、胞内脂滴积累以及脂质代谢和炎症相关基因表达升高，LX-2细胞（人肝星状细胞）呈现出细胞活力升高和α-SMA表达增加，表明PM2.5诱导肝细胞损伤和肝星状细胞激活。随后通过动物实验和体外实验，发现PM2.5诱导肝脏中极性蛋白Par3的表达下调和胞内定位改变。下调Par3表达模拟了PM2.5诱导的肝脏脂肪变性和纤维化，而过表达Par3在一定程度上逆转了PM2.5的这种肝毒性作用。
研究通过综合人群、动物和体外实验的证据，全面探讨了环境PM2.5暴露对肝损伤的影响及其潜在机制，丰富了PM2.5的肝毒性效应谱，首次从细胞极性改变的角度阐明了PM2.5诱导肝损伤的潜在分子机制，为未来PM2.5毒作用机制的研究提供了新的方向。
复旦大学公共卫生学院硕士生肖雅岚和复旦大学附属中山医院心内科主治医师胡嘉禄博士为该论文的共同第一作者，陈舌研究员与阚海东教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（82173308、92043301）和上海市自然科学基金项目（23ZR1412600）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133958
原文引用：Xiao Y, Hu J, Chen R, Xu Y, Pan B, Gao Y, Deng Y, Li W, Kan H*, Chen S*. Impact of fine particulate matter on liver injury: evidence from human, mice and cells. J Hazard Mater. 2024;469:133958.