“氧化应激介导空气中的PM10对F344大鼠化学性肝癌发生的致癌促进作用”

《Atmospheric Environment》：“Oxidative stress mediates the carcinogenic-promoting effect of airborne PM 10 on chemical hepatocarcinogenesis in F344 rats”

PM10诱导氧化应激促进肝细胞癌前病变向恶性转化，白藜芦醇可缓解此效应。研究通过化学诱导肝癌模型，证实PM10通过破坏抗氧化系统（SOD、GR活性下降，GPx活性上升，GSSG/GSH失衡，脂质过氧化增加）加速癌变进程。

　　

Sonia Andrea Rivera-Pineda | Ericka Marel Quezada-Maldonado | Raúl Omar Quintana-Belmares | Mario Alejandro Aguilar-Chaparro | Adriana Méndez-Bernal | Muriel Pablo | Claudia María García-Cuellar | Saúl Villa-Trevi?o | Yesennia Sánchez-Pérez

墨西哥国立理工学院（IPN）高级研究与研究中心细胞生物学系，墨西哥城，07360

摘要

暴露于空气中的颗粒物（PM₁₀）与癌症风险增加有关，但其背后的分子机制仍不清楚。我们在F344大鼠的化学诱导肝癌（HCC）模型中研究了氧化应激在PM₁₀致癌作用中的作用。动物被诱导产生HCC模型后，通过胃内给予单次剂量的PM₁₀（10 mg/kg）。PM₁₀暴露会导致氧化失衡，表现为脂质过氧化显著增加以及抗氧化防御系统的改变，具体表现为超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性下降，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性升高，氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平上升，还原型谷胱甘肽（GSH）水平下降。这些效应可以通过预先使用抗氧化剂白藜芦醇得到缓解。PM₁₀的给药还增加了49天时的癌前病变面积，并在启动后8个月和12个月促进了肿瘤病变的发展。这些发现提供了有力的实验证据，表明PM₁₀诱导的氧化应激促进了HCC模型中癌前病变向恶性肿瘤的进展。这突显了氧化应激失衡作为PM介导的致癌作用的关键机制。总体而言，这些结果强调了癌症发展的多因素性质，并强调了实施针对性预防策略以减轻空气污染物对人类健康影响的必要性。

部分内容

背景

颗粒物（PM）是空气污染的主要成分，影响着全球人类的健康（世界卫生组织，2022年）。PM₁₀颗粒的直径等于或小于10 μm，因此它们容易被吸入，并深入呼吸道，进而进入血液，引发局部和全身性影响（Lang等人，2025年）。由于其易于进入生物体的能力，其组成是另一个关键因素。

PM₁₀采样

如先前所述（Alfaro-Moreno等人，2009年；Quezada-Maldonado等人，2018年；Santibá?ez-Andrade等人，2024年），在墨西哥城城区使用高容量空气采样器（GMW模型1200 VFC HVPM₁₀，Sierra Andersen，Smyrna，GA，美国）收集了PM₁₀。PM₁₀被收集在硝酸纤维素滤纸上（孔径3.0 μm；Sartorius AG，哥廷根，德国），并储存在无内毒素的玻璃小瓶中，置于干燥和黑暗条件下，温度为4°C。

PM₁₀在患有HCC的F344大鼠肝脏中诱导氧化应激

在患有HCC并接受单次胃内剂量PM₁₀（10 mg/kg）的F344大鼠中，研究了氧化应激（OS）的诱导和抗氧化防御系统的改变。为了确定观察到的效应是否由PM₁₀介导的OS引起，一组大鼠在给予PM₁₀之前接受了RSV的处理（图1b）。

为了评估PM₁₀的氧化潜力，我们检测了TBARS的水平，这是一种公认的脂质过氧化标志物，反映了氧化的程度。

讨论

流行病学研究表明，PM是癌症发展的重要风险因素。2013年，国际癌症研究机构（IARC）将PM列为人类致癌物（IARC人类致癌风险评估工作组，2013年）。多项毒理学研究探讨了PM的致癌潜力，发现氧化应激在其中起着重要作用。在本研究中，我们证明了PM₁₀促进了癌症的发展。

结论

PM₁₀通过改变抗氧化防御机制诱导氧化应激，从而显著增加了癌前病变和肿瘤病变的发展和持续存在，表现为SOD和GR活性下降，GPx活性升高，GSSG增加，GSH下降，以及脂质过氧化增加。这些发现共同提供了实验证据，表明环境中的PM₁₀促进了癌症的发生。

声明

作者们声明与本文内容无关的任何竞争利益。

伦理批准

所有实验均遵循墨西哥国立理工学院（CINVESTAV-IPN）实验室动物护理和使用内部委员会（CICUAL）的指南，实验方案编号为#0168-15。实验动物来自墨西哥城的实验动物生产单位（UPEAL-CINVESTAV）。

遵守规定

实验过程中遵循了所有相关规定。

资金支持

本研究未获得任何资金支持。

作者贡献声明

Sonia Andrea Rivera-Pineda：概念构思、研究设计、方法学、验证、初稿撰写。 Ericka Marel Quezada-Maldonado：撰写、审稿与编辑。 Raúl Omar Quintana-Belmares：方法学设计。 Mario Alejandro Aguilar-Chaparro：方法学设计。 Adriana Méndez-Bernal：数据分析。 Muriel Pablo：撰写、审稿与编辑。 Claudia María García-Cuellar：撰写、审稿与编辑。 Saúl Villa-Trevi?o：资源获取、监督、撰写、审稿与编辑。 Yesennia Sánchez-Pérez：

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

Rivera-Pineda S.A. 感谢国家人文、科学和技术委员会（CONAHCYT）分别提供的硕士和博士奖学金（编号779149和727133）。作者还感谢UPEAL-CINVESTAV-IPN提供的资助（编号0168-15）。同时，作者感谢UPEAL-CINVESTAV-IPN的工作人员，包括J. Fernández-Hernández博士、R. Leyva-Mu?oz、R. Gaxiola-Centeno、B.E. Chávez-álvarez和A. Rojo-García，感谢他们的协助。