颗粒物诱发动物呼吸道黏膜结构损伤及炎症反应。颗粒物对呼吸道的危害主要与肺部炎症相关。研究发现,从肉鸡舍收集的颗粒物暴露1周能显著降低肉鸡平均日增重,增加肺部炎症因子水平,导致肉鸡明显的肺脏损伤。基于多组学分析,肉鸡肺部的菌群和代谢紊乱,且这二者存在显著的相互作用
[21]。另外,体外试验研究也发现,鸡舍中的颗粒物能够显著增加肺泡上皮细胞内活性氧含量以及细胞焦亡相关基因[核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,
NLRP3)、白细胞介素-18(interleukin-18,
IL-18)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,
IL-1
β)]和坏死相关基因[受体相互作用丝氨酸苏氨酸激酶3(receptor interacting serine threonine kinase 3,
RIPK3)]的表达水平
[22]。在模式动物小鼠上的研究表明,PM
2.5暴露会引起肺部菌群的变化和代谢图谱的变化
[23]、支气管上皮细胞外体miRNA表达的变化
[24]以及支气管肺泡灌洗液细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞数量的变化,进而导致肺部损伤
[25]、肺部菌群紊乱;且这些紊乱与机体代谢异常相关
[26],降低肺脏功能并通过磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路,诱导小鼠支气管上皮细胞自噬介导的细胞凋亡
[27];通过靶向Notch1下调miRNA-139-5p,并在细支气管上皮细胞中诱导上皮间质转化
[28];活化巨噬细胞可上调肺癌血管生成细胞因子的表达而增强肺癌的发生
[29]和肺部上皮细胞坏死性凋亡
[22]。颗粒物能够破坏肺部组织结构,诱导肺部炎症,进一步扰乱肺部代谢。