编辑推荐：
为探究皮肤接触氧化苯胂（PAO）导致肺部延迟毒性的机制，研究人员开展相关研究。结果发现 PAO 可引发急性肺损伤（ALI） ，之后炎症部分缓解但未完全消退，持续的 NETs-IL-33 轴会导致气道重塑。该研究为防治有机砷化合物所致肺损伤提供理论依据。
在战争的阴影下，化学武器的遗留问题逐渐浮出水面。曾经在一战和二战中使用的含有机砷化学战剂路易氏剂（Lewisite），战后被大量丢弃在海洋中。如今，其降解产物氧化苯胂（PAO）在波罗的海的含量不断上升，成为环境科学家们关注的焦点。不仅如此，未标记的掩埋地点、意外接触以及故意不道德使用，都使得人们暴露在 PAO 的风险之中。PAO 作为一种具有糜烂性的潜在化学战剂和环境污染物，对人体健康有着极大的威胁。此前研究发现，PAO 皮肤烧伤可引发包括肺部在内的急性器官损伤，且存在延迟毒性，但具体机制尚不明确。在这样的背景下，来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了探究 PAO 延迟肺毒性的机制，采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，他们按照相关动物实验规范，对 C57BL/6 小鼠进行 PAO 皮肤暴露处理。实验中，利用免疫组化（Immunohistochemistry）技术检测肺组织中各种蛋白的表达情况，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）测量细胞因子和相关蛋白的水平，运用流式细胞术（Flow cytometry）分析细胞群体，以此来研究 PAO 暴露对小鼠肺部的影响。在细胞实验方面，对人原代气道上皮细胞（BEAS-2B 细胞）进行 PAO 和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）处理，并通过免疫印迹分析（Immunoblot analysis）检测相关蛋白表达变化。
下面来看具体的研究结果：
- PAO 暴露引发急性肺损伤及炎症变化：研究人员对 PAO 暴露后的小鼠肺组织进行苏木精 - 伊红（H&E）染色，通过组织学分析发现，PAO 暴露 6 小时和 24 小时的小鼠肺组织细胞增多，气腔内出现大量蛋白质碎片，表明发生了急性肺损伤（ALI） ，且此时肺损伤评分显著升高；1 周后炎症减轻，1 周和 10 周时未显示 ALI。
- PAO 暴露促进肺部中性粒细胞促炎激活：通过免疫组化检测中性粒细胞弹性蛋白酶（NE），发现 PAO 暴露 6 小时和 24 小时的小鼠肺部中性粒细胞大量涌入；1 周和 10 周时数量也有所增加。同时，对全肺裂解物分析发现，PAO 暴露组中性粒细胞弹性蛋白酶表达增加。此外，流式细胞术分析表明，PAO 暴露还使肺泡和间质中的中性粒细胞数量增多，并且炎症细胞因子 TNF-α、IL-1β、IL-6、MIP2 和 KC 水平在不同时间点显著上升。
- PAO 暴露导致肺部 NETs 持续存在：以瓜氨酸化组蛋白 3（Cit-H3）作为 NETs 标记物进行免疫组化分析，结果显示所有 PAO 暴露组小鼠肺部均存在 NETs，且在支气管肺泡灌洗液和全肺匀浆中也检测到 Cit-H3。同时，IL-33 作为促 NETs 形成的 “警报素” 细胞因子，在 PAO 暴露小鼠的气道上皮细胞和支气管肺泡灌洗液中表达均升高。
- PAO 暴露诱导气道重塑：组织学分析表明，PAO 暴露 1 周和 10 周的小鼠出现限制性气道。对胶原纤维和 α - 平滑肌肌动蛋白（α-SMA）沉积检测发现，1 周和 10 周时气道周围胶原增加，10 周时 α-SMA 染色面积的 DAB 阳性百分比区域也增加，说明 PAO 暴露诱导了气道重塑。
- PAO 对人原代气道上皮细胞的影响：用不同浓度 PAO 处理人原代气道上皮细胞（BEAS-2B 细胞）后发现，PAO 可浓度依赖性地增加 IL-33 表达，但高浓度（100 nM）时表达下降；PAO 处理不影响 SAMD2/3 表达，也未检测到 pSMAD3。用 NETs 处理 BEAS-2B 细胞后，发现 NETs 可诱导 IL-33 表达，并增加 pSMAD3 和总 SMAD2/3 表达，同时上调上皮 - 间质转化（EMT）指标波形蛋白（Vimentin）表达，表明 NETs 具有促 EMT 作用。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：亚致死剂量的 PAO 在早期通过中性粒细胞和 NETs 介导机制引发急性肺损伤。炎症消退过程中，中性粒细胞和 NETs 水平虽有所降低，但并未完全消除。持续存在的 NETs-IL-33 轴可能在 PAO 暴露 10 周后导致气道重塑。PAO 本身虽不能启动人原代气道上皮细胞的促纤维化 EMT 信号通路，但可增加 IL-33 水平。而 PAO 诱导产生的 NETs 通过增加 IL-33 和 SMAD2/3 信号通路，直接影响气道重塑。此外，研究还发现 PAO 和 NETs 介导的 IL-33 信号增加会形成 NETs 生成的前馈循环，失调的 NETs-IL-33 反应破坏免疫反应，持续招募中性粒细胞到肺部，使炎症循环持续。该研究建立的模型表明，皮肤接触 PAO 对肺组织造成的全身损伤会产生 NETs，进而导致延迟性肺损伤。同时，研究推测可能有不同亚群的中性粒细胞参与了这种持续性中性粒细胞炎症，这为后续研究指明了方向。从更广泛的意义来看，该研究为深入理解有机砷化合物导致的肺部损伤机制提供了重要依据，也为开发针对此类损伤的治疗方法提供了潜在的靶点，对防治有机砷化合物所致肺损伤具有重要的理论和实践意义。
