2015 年 12 月 15 日，国际权威的细胞生物学专业期刊《自噬》（Autophgay）杂志（IF = 11.753）在线发表了一篇浙江大学医学院附属二院呼吸与危重症医学科、浙江大学呼吸疾病研究所沈华浩教授课题组研究文章。该研究首次证实了细胞自噬在环境超细颗粒物诱导的气道炎症和气道黏液高分泌中发挥重要调控作用，揭示了环境悬浮颗粒物对气道损伤的致病机制。丁香园通讯员就此研究发现及其临床意义拜访了沈华浩教授和文章第一作者陈志华研究员。
环境悬浮颗粒物（particulate matters，PM) 是大气污染的重要部分，PM 的暴露不仅会增加许多慢性气道疾病如哮喘、慢性阻塞性肺疾病以及肺癌的发病率和病死率，更是严重影响了人们的日常生活。而超细颗粒物（ultrafine PM) 在空气中悬浮时间长，吸入后极易进入小气道，对人体的危害更大。
陈志华研究员提到，团队用两年半的时间取得这一研究成果。在研究过程中，首先通过电镜观察到只有头发丝 1/500 到 1/100 大小的超细颗粒物能被内吞进入人体的气道上皮细胞，在细胞内沉积形成黑色颗粒，诱发炎症反应和黏液高分泌，继而诱导气道上皮细胞发生自噬，然后自噬体包裹内涵体形成自噬内涵体。
于是在接下来的体外研究中，研究团队利用细胞自噬相关基因 siRNA 和小分子抑制剂，证明了下调细胞自噬水平能够明显抑制 PM 诱导的 IL-8 和 MUC5AC 的表达。在进行体内实验时，研究人员用 PM 气道滴注成功构建了小鼠气道炎症和气道黏液高分泌模型，发现了细胞自噬相关基因 Becn1 和 Lc3b 缺陷小鼠对 PM 诱导的气道炎症和气道黏液高分泌具有明显的保护作用。也证实了细胞自噬分别通过活化 NFKB 和 AP-1 信号通路从而诱导气道炎症和气道黏液高分泌的发生。
图 PM 通过细胞自噬诱导炎症反应和黏液液高分泌的示意图
据陈志华研究员介绍，在细胞自噬的自我保护作用下，细胞会试图通过「自噬」包裹住这些黑色颗粒并降解这些侵入的超细颗粒、无用蛋白质等。然而，由于这些超细颗粒含有大量无机碳、重金属等有毒物质，很难被细胞自噬降解。在一系列复杂过程下，导致了气道炎症和黏液的大量分泌，最终引发慢性呼吸道疾病。
在谈到研究对临床的指导意义方面，沈华浩教授指出，团队的研究成果初步揭示了 PM 颗粒进入气道上皮细胞并诱导炎症反应和黏液高分泌的过程和分子机制，首次证实细胞自噬行为与环境悬浮颗粒物导致的气道疾病之间的关系。沈华浩教授表示，通过对该致病机制进行反向推导，如果能够阻断细胞的自噬过程，就能有效降低气道疾病反应，有望为因雾霾导致相关呼吸疾病提供全新的治疗突破点。
