流行病学研究表明，大气中PM10浓度升高与人群心肺疾病风险增加密切相关。PM10携带的大量有毒有害物质，极易通过上呼吸道纤毛和粘膜物理阻隔，在支气管和肺泡中直接加深和沉积，引发或加重各类心肺系统疾病，严重影响人体健康。鹰嘴豆芽素A(Biochanin A，BCA)作为一种豆科植物中的天然异黄酮类化合物，具有抗炎、抗氧化、抗菌等多种生物活性，在干预PM10诱导的急性肺细胞损伤中的作用越来越受到关注，但其分子作用机制尚不完全清楚。
　　本论文采集天津市大气PM10颗粒物并分析其粒径、成分、形态，结果表明PM10颗粒物的当量直径集中在10μm左右，总体动力学直径在0~100μm范围内。PM10来源广泛，生物、化学成分组成较为复杂，主要由可溶性盐离子(F-、Cl-、NO2-、SO42-、NO3-、PO4-)、重金属以及放射性等元素、有机物(芳香烃及其含氧衍生物、支链/正构烷烃、硅烷衍生物、酮类等)和生物组分组成。
　　通过使用美国动物研究数据库(ToxRef DB )、体外高通量筛选数据库(ToxCast DB)和文献检索-生物信息学系统分析明确了PM10中致毒成分与呼吸系统损伤/潜在的关键分子靶点之间的显著相关性；揭示了PM10中致毒成分和预防与治疗PM10致呼吸系统损伤的信号途径及分子靶点：钙离子、丝裂原活化蛋白激酶、磷酸肌醇信号通路为PM10致呼吸系统损伤的主要途径，提示这些通路中的核心蛋白有极大可能性可作为预防与治疗PM10所致损伤的分子靶点。
　　以BCA为研究对象，基于人源支气管正常上皮细胞，构建PM10暴露-BCA保护作用体外细胞模型，通过测定炎症反应、氧化应激等相关生理指标发现，PM10极显著诱发胞内ROS激增，降低胞内CAT水平，引发胞内LDH外流以及脂质过氧化作用现象，极显著上调炎症因子IL-6，IL-8，TNFα基因表达及其释放，促进炎症介质NO的合成及其对应的关键合成酶基因iNOS的转录，而BCA(5、10、20、40μM)和PI3K/AKT靶蛋白抑制剂LY294002(10μM)均可有效干预PM10引起的上述变化，表现出良好的抗炎抗氧化活性。此外，围绕PI3K/AKT信号通路，利用WesternBlot和qRT-PCR等分子生物学手段初步揭示了BCA在缓解PM10致急性肺细胞损伤中的调节PI3K/AKT进程作用机制：PM10暴露会极显著影响到胞内生物标记蛋白、PI3K/AKT、DNA碱基修复通路的正常运作，而BCA则可能通过靶向作用于PI3K蛋白在细胞内膜的活化过程，干预XRCC1和PTEN蛋白对PI3K/AKT的调控及PI3K对下游AKT蛋白表达及其磷酸化，进而对下游信号分子产生一定程度的调控以发挥抗损伤功能活性。