摘要背景与目的 肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)是全球发病率和死亡率均居前列的恶性肿瘤,其发生发展与肿瘤免疫微环境密切相关.近年来,大量研究表明,环境暴露因素在LUAD发生中具有重要作用,其中细颗粒物(PM2.5)作为空气污染的主要成分之一,已被证实与肺癌发病风险增加及预后不良密切相关.然而,PM2.5如何通过调控肿瘤免疫微环境促进LUAD进展的分子机制尚不清楚.肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs),尤其是M2型巨噬细胞,在肿瘤生长、血管生成及免疫逃逸中起关键作用.本研究旨在探讨PM2.5暴露是否通过重塑TAMs功能促进LUAD进展,并筛选关键促癌因子.方法 本研究首先构建PM2.5暴露的小鼠原位肺癌模型,采用活体成像技术和流式细胞术分析肺部肿瘤生长及巨噬细胞表型变化.其次,通过巨噬细胞与肿瘤细胞共接种构建皮下移植瘤模型,进一步验证PM2.5对TAMs功能及肿瘤恶性行为的影响.结合体外细胞实验,运用流式细胞术、Western blot、逆转录定量聚合酶链反应(reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)、细胞增殖试验(cell counting kit-8,CCK-8)、克隆形成及划痕实验,评估PM2.5对骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophage,BMDMs)表型及肿瘤细胞增殖、迁移与克隆形成能力的调控作用.最后,通过转录组测序并结合TISIDB(Tumor-immune System Interactions Database)、GEPIA(Gene Expression Profiling Interactive Analysis)等公共数据库进行生物信息学分析,筛选关键细胞因子并进行功能验证.结果 小鼠原位肺癌模型显示,PM2.5暴露可显著促进肺癌生长,并增加M2型TAMs比例(P<0.05).皮下移植瘤模型显示,共接种PM2.5处理的BMDMs可明显促进肿瘤细胞增殖,且瘤内M2型TAMs比例上调.PM2.5预处理的BMDMs呈现程序性细胞死亡配体1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)+、精氨酸酶1(arginase 1,ARG1)+免疫抑制表型,其条件培养基显著增强Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma,LLC)和黑色素瘤细胞(B16 melanoma cells,B16)迁移与克隆形成能力(P<0.05).转录组测序结果显示,PM2.5处理显著改变巨噬细胞基因表达谱,其中白细胞介素-1α(interleukin-1α,IL-1α)作为关键上调的分泌因子,富集于免疫抑制相关信号通路.临床数据库分析进一步表明,IL-1α表达水平与LUAD免疫微环境中巨噬细胞及调节性T淋巴细胞(regulatory T cells,Treg)浸润程度呈正相关,且IL-1α高表达与LUAD患者较差的总生存期显著关联(HR=1.5,P=0.0053).Western blot、RT-qPCR及免疫荧光实验证实,PM2.5暴露可显著上调TAMs中IL-1α的表达并促进其分泌.结论 PM2.5暴露通过诱导巨噬细胞获得免疫抑制表型并增强肿瘤细胞恶性行为,从而促进LUAD进展.机制上,IL-1α可能是PM2.5暴露环境下巨噬细胞分泌的关键促癌因子.本研究为PM2.5相关LUAD的发病机制提供了新见解,并提示IL-1α可能成为潜在治疗靶点.