大气污染是全球性公共卫生问题，全球92%的人口受到大气细颗粒物（PM2.5）污染的影响。PM2.5可引起以心血管疾病为主的多种疾病，但确切生物学机制尚不十分清楚。课题组针对PM2.5如何导致心血管疾病及如何有效干预开展相关研究工作。氧化应激是颗粒物影响心血管健康的主要机制之一，而线粒体是引起动脉硬化病变的关键分子活性氧的主要来源，课题组前期研究发现线粒体是PM2.5的敏感靶标。此外，有报道提示MitoQ干预对线粒体氧化应激相关疾病具有保护作用，但其是否能减轻PM2.5致心血管毒性尚不清楚。
课题组首先研究了野生型C57BL/6J小鼠短期暴露于PM2.5后对动脉血管的损伤程度，结果发现，PM2.5暴露组小鼠动脉中层出现增厚、胶原沉积、血管弹性受损，血管平滑肌细胞由收缩型向合成型转化，引起血管纤维化，而MitoQ干预可显著缓解PM2.5引发的血管病变；进一步，在C57BL/6J小鼠和人主动脉血管平滑肌细胞（HAVSMCs）模型中，同时证实了PM2.5引起平滑肌细胞线粒体活性氧（mtROS）水平升高和超氧化物歧化酶2（SOD2）活性下降，并激活mtROS/PINK1/Parkin线粒体自噬信号通路；接下来，采用HAVSMCs进一步深入探索MitoQ对PM2.5致血管损伤的保护机制，结果表明：MitoQ可通过降低mtROS水平和增加SOD2活性缓解PM2.5暴露造成的氧化还原稳态失衡；通过升高线粒体膜电位水平、修复线粒体融合/分裂动力学失衡和降低钙离子水平，减轻了PM2.5引起的平滑肌细胞线粒体自噬和线粒体功能障碍；并且发现MitoQ可调控PINK1介导的线粒体自噬从而抑制了HAVSMCs由收缩型向合成型转化的病理过程，进而发挥了对PM2.5致血管纤维化的保护作用。
PM2.5致血管纤维化作用及mitoQ的保护机制
上述研究表明，PM2.5暴露引起的血管纤维化可被线粒体靶向抗氧化剂MitoQ显著改善，该研究为大气污染所致心血管疾病防治提供了新思路。
该研究受国家重点研发计划大气专项（2017YFC0211600）、国家自然科学基金重大研究计划集成项目（91943301，92043301）等项目资助。
孙志伟，公共卫生学院教授、博士生导师，主要从事大气污染健康效应和颗粒物毒性机制的环境毒理学及环境流行病学研究工作。现任环境毒理学北京市重点实验室主任，兼任中国毒理学会呼吸毒理专委会主任委员、中国毒理学会遗传毒理专委会和纳米毒理专委会副主任委员、中国医疗保健国际交流促进会公共卫生与预防医学分会副主任委员、教育部公共卫生教学指导委员会委员等。先后承担国家重点研发计划、中英重大国际合作项目、国家自然科学基金重点项目等课题20余项，在《Autophagy》《Redox Biol》《J Hazard Mater》《 Part Fibre Toxicol》《Environ Int》等杂志发表SCI论文200余篇，主编副主编教材专著10余部。荣获卫生部突出贡献中青年专家等荣誉称号。
段军超，公共卫生学院教授、博士生导师，主要从事颗粒物毒理学及环境毒理学相关研究工作。兼任中华预防医学会卫生毒理分会青委会副主任委员、中国毒理学会表观遗传毒理学专委会委员、中国医疗保健国际交流促进会公共卫生与预防医学分会委员等。主持国家及省部级课题10余项，以第一作者或通讯作者在《Biomaterials》《J Pineal Res》《Redox Biol》等期刊发表论文61篇。荣获中国毒理学会优秀青年科技奖、中国毒理学会联合利华毒理学替代法创新奖。
