近日，首都醫科大學公共衛生學院孫志偉教授團隊在自由基生物與醫學領域國際權威期刊《Redox Biology》上發表題為“The mitochondria-targeted antioxidant MitoQ attenuated PM2.5-induced vascular fibrosis via regulating mitophagy” 的論文。該研究揭示了PM2.5透過啟用mtROS/PINK1/Parkin線粒體自噬訊號通路引發血管平滑肌細胞表型轉化，導致血管纖維化；而線粒體靶向抗氧化劑MitoQ對PM2.5誘發的血管損傷具有保護作用。公衛學院博士研究生寧瑞虹為第一作者，孫志偉教授和段軍超教授為共同通訊作者。
大氣汙染是全球性公共衛生問題，全球92%的人口受到大氣細顆粒物（PM2.5）汙染的影響。PM2.5可引起以心血管疾病為主的多種疾病，但確切生物學機制尚不十分清楚。課題組針對PM2.5如何導致心血管疾病及如何有效干預開展相關研究工作。氧化應激是顆粒物影響心血管健康的主要機制之一，而線粒體是引起動脈硬化病變的關鍵分子活性氧的主要來源，課題組前期研究發現線粒體是PM2.5的敏感靶標。此外，有報道提示MitoQ干預對線粒體氧化應激相關疾病具有保護作用，但其是否能減輕PM2.5致心血管毒性尚不清楚。
課題組首先研究了野生型C57BL/6J小鼠短期暴露於PM2.5後對動脈血管的損傷程度，結果發現，PM2.5暴露組小鼠動脈中層出現增厚、膠原沉積、血管彈性受損，血管平滑肌細胞由收縮型向合成型轉化，引起血管纖維化，而MitoQ干預可顯著緩解PM2.5引發的血管病變；進一步，在C57BL/6J小鼠和人主動脈血管平滑肌細胞（HAVSMCs）模型中，同時證實了PM2.5引起平滑肌細胞線粒體活性氧（mtROS）水平升高和超氧化物歧化酶2（SOD2）活性下降，並激活mtROS/PINK1/Parkin線粒體自噬訊號通路；接下來，採用HAVSMCs進一步深入探索MitoQ對PM2.5致血管損傷的保護機制，結果表明：MitoQ可透過降低mtROS水平和增加SOD2活性緩解PM2.5暴露造成的氧化還原穩態失衡；透過升高線粒體膜電位水平、修復線粒體融合/分裂動力學失衡和降低鈣離子水平，減輕了PM2.5引起的平滑肌細胞線粒體自噬和線粒體功能障礙；並且發現MitoQ可調控PINK1介導的線粒體自噬從而抑制了HAVSMCs由收縮型向合成型轉化的病理過程，進而發揮了對PM2.5致血管纖維化的保護作用。
PM2.5致血管纖維化作用及mitoQ的保護機制
上述研究表明，PM2.5暴露引起的血管纖維化可被線粒體靶向抗氧化劑MitoQ顯著改善，該研究為大氣汙染所致心血管疾病防治提供了新思路。
該研究受國家重點研發計劃大氣專項（2017YFC0211600）、國家自然科學基金重大研究計劃整合專案（91943301，92043301）等專案資助。
孫志偉，公共衛生學院教授、博士生導師，主要從事大氣汙染健康效應和顆粒物毒性機制的環境毒理學及環境流行病學研究工作。現任環境毒理學北京市重點實驗室主任，兼任中國毒理學會呼吸毒理專委會主任委員、中國毒理學會遺傳毒理專委會和奈米毒理專委會副主任委員、中國醫療保健國際交流促進會公共衛生與預防醫學分會副主任委員、教育部公共衛生教學指導委員會委員等。先後承擔國家重點研發計劃、中英重大國際合作專案、國家自然科學基金重點專案等課題20餘項，在《Autophagy》《Redox Biol》 《J Hazard Mater》《 Part Fibre Toxicol》《Environ Int》等雜誌發表SCI論文200餘篇，主編副主編教材專著10餘部。榮獲衛生部突出貢獻中青年專家等榮譽稱號。
段軍超，公共衛生學院教授、博士生導師，主要從事顆粒物毒理學及環境毒理學相關研究工作。兼任中華預防醫學會衛生毒理分會青委會副主任委員、中國毒理學會表觀遺傳毒理學專委會委員、中國醫療保健國際交流促進會公共衛生與預防醫學分會委員等。主持國家及省部級課題10餘項，以第一作者或通訊作者在《Biomaterials》《J Pineal Res》《Redox Biol》等期刊發表論文61篇。榮獲中國毒理學會優秀青年科技獎、中國毒理學會聯合利華毒理學替代法創新獎。
作者：公共衛生學院 科技處
