可吸入细颗粒物（particulate matter 2.5,PM2.5）是指由空气中固体颗粒及液滴组成的空气动力学直径在2.5微米以下的混合物。近年来,PM2.5不断威胁人类健康也一直是备受关注的公共议题。由于PM2.5成分复杂且具有较大的时空差异性,人们对于PM2.5致毒机制的认知仍存在一定的局限性。尽管如此,现有的研究已逐步达成共识:氧化应激及炎症反应在诱发和加剧PM2.5相关的慢性疾病方面发挥着至关重要的作用。考虑到社会经济发展的需要,短时间内从源头上彻底解决PM2.5污染问题较难实现;与此同时,在低浓度、长时间即慢性暴露条件下,PM2.5仍可通过累积效应对人体各组织器官构成损伤,也并不存在PM2.5暴露的“安全浓度”。因此,在政策干预、物理过滤和药物治疗等手段之外,亟待新的有效干预手段来预防或减轻PM2.5健康影响。近年来,不断有体内外模型结果及人群实验研究显示,营养或膳食干预的手段为减轻PM2.5对公共卫生健康的影响提供了新的思路:通过摄入某种或多种具有抗氧化或抗炎或是免疫调节功能的生物活性物质,从而起到预防或减轻PM2.5对人体健康负面影响的效果。萝卜硫素,也称“莱菔硫烷”,是具有抗氧化、抗炎及抗癌等多种生理活性的优良的天然植物化学素,且具有极强的间接抗氧化能力。是实现营养干预方式潜在且优良的生物活性物质。然而萝卜硫素对于PM2.5导致的人体健康损伤的影响及其作用机制仍然未知。本研究选择萝卜硫素作为研究对象,在收集及表征PM2.5样品后,构建了PM2.5损伤的体外及体内模型,探究了萝卜硫素在体外及体内模型中缓解PM2.5损伤的效果,并结合多组学研究对于萝卜硫素的功效作用及其机制进行了探究。本研究主要工作内容及结论如下:（1）使用Air Metrics Mini Vol Portable Sampler及武汉天虹TH-1000H空气颗粒物采样器对空气中颗粒物进行采集。SEM及动态光散射实验结果表明,收集到的空气中细颗粒物粒径小于500 nm,平均粒径为338.13 nm,属于PM2.5范畴。在SEM下呈现无规则形状。TEM下,PM2.5气溶胶颗粒物呈现聚集状和簇状（碳聚集体）,主要来源于采样点附近机动车排放的尾气及生物质的燃烧。在PM2.5表面元素中,最丰富的元素为C,占了总元素总含量的58.86%（Si和O除外）。在金属元素检测中,共有包括K、Fe、Na、Ca等在内共计25种元素在PM2.5样本中被检测到,其中绝大部分元素来源于地壳,在人为活动来源的元素中,Zn含量最为丰富,占比为8.55%。采集的PM2.5样本含有15种多环芳烃物质,含量依次为苊烯、苊、二苯并（a,h）蒽、芘、苯并（b）荧蒽、苯并（a）蒽、苯并（k）荧蒽、?、芴、苯并（G,H,I）苝、苯并（a）芘、芘、荧蒽、萘、菲和蒽。其中,苊烯及苊的含量最为丰富,占据了多环芳烃总含量的49.65%。同时,NH4+、Cl-、SO42-、NO3-四种离子在PM2.5样本水溶液中被检出,其含量依次为SO42-（70.46±0.59μg/m~3）、NH4+（18.95±1.63μg/m~3）,Cl-（8.58±0.34μg/m~3）和NO3-（65.30±1.83μg/m~3）。NO3-和SO42-比值接近1,机动车尾气排放是采样地区PM2.5中NO3-和SO42-的主要来源。（2）构建PM2.5氧化损伤HBE细胞的体外模型。在体外模型中,以细胞活力、乳酸脱氢酶释放、丙二醛含量、胞内活性氧水平、细胞凋亡率、炎症因子等指标探究PM2.5、萝卜硫素对HBE细胞的影响及潜在的机制。结果表明,PM2.5暴露显著提高了HBE细胞内活性氧水平,破坏细胞膜完整性,导致乳酸脱氢酶释放量增加,过多产生的活性氧与脂质反应导致丙二醛含量增加;PM2.5暴露使细胞活力下降,细胞凋亡率增加。同时PM2.5诱发炎症反应,致细胞炎症因子IL-6、IL-8表达量升高。氧化应激与炎症反应为PM2.5损伤的主要机制。在萝卜硫素干预下,上述生理生化指标得到改善,表明萝卜硫素的干预保护了PM2.5导致的HBE细胞氧化损伤。通过酶联免疫印迹等技术手段,对萝卜硫素的保护机制进行探究。结果表明,萝卜硫素处理显著增强了Nrf2-Keap1信号通路,促使下游关键抗氧化蛋白酶表达量增加。增强的Nrf2-Keap1信号通路,代偿性缓解PM2.5对HBE细胞造成的氧化应激压力,可能是萝卜硫素缓解PM2.5对HBE细胞损伤的分子机制之一。（3）构建PM2.5对小鼠损伤的体内模型,并使用萝卜硫素进行干预给药,检验萝卜硫素干预的保护效果。结合多组学分析,对于PM2.5对小鼠损伤的机理以及萝卜硫素的干预作用机制进行阐述。与正常小鼠相比,PM2.5暴露,在不影响正常行为状态的情况下对小鼠造成了显著的临床症状影响。这主要包括有:体重异常增长、血液中与脂质代谢异常相关指标的变化（包括有TG、TC、LDL-C、AST及ALT的增加,HDL-C的降低）、肺体比、脂体比以及肝体比增加。此外,PM2.5暴露使小鼠产生了肺部氧化应激和炎症反应,并进一步导致了小鼠系统性微炎症反应（主要包括IL-1β、TNF-α及MCP-1水平的升高）及辅助T细胞的免疫失衡。在萝卜硫素干预给药后,上述临床症状、病理损伤、局部及系统性炎症反应都得到明显改善。（4）PM2.5暴露导致小鼠肠道菌群紊乱,主要表现为包括Helicobacter、Candidat us＿Saccharimonas、Desulfovibrio、Lachnoclostridium等在内的致病菌属丰度增加,这些菌属与机体炎症反应、糖脂代谢异常和肥胖紧密相关,同时表现为有益菌属主要包括D ubosiella、Carnobacterium、Rikenella、Turicibacter、Akkermansia、Lachnospiraceae＿NK4A136＿group及Bifidobacterium等相对丰度的降低。而萝卜硫素给药干预则逆转了菌群紊乱的情况。（5）代谢组学分析表明,组间差异代谢物主要为有机酸及其衍生物以及部分脂质及类脂质小分子;主要参与机体的新陈代谢（包括有总代谢、脂代谢及氨基酸代谢等）,主要影响机体的消化系统及内分泌系统。在PC组与NC组比较中,差异代谢主要富集在代谢通路、嘧啶代谢、色氨酸代谢等,也涉及部分嘌呤代谢、蛋白消化及吸收、谷胱甘肽代谢、脂肪酸生物合成、胆汁分泌等;在SFN-High与PC组比较中,差异代谢物富集于脂肪酸生物合成、醛固酮的合成和分泌、蛋白质消化吸收、氨基酸生物合成等。结果表明,PM2.5暴露以及萝卜硫素干预与小鼠代谢异常及炎症状态变化紧密相关。（6）转录组学分析表明,PM2.5暴露使小鼠肺部基因中与白细胞迁移、趋势化、吞噬作用及防御细菌入侵、细胞抗氧化、胰岛素调控相关的基因表达水平都显著上调。在萝卜硫素给药干预组中,由于肺部炎症反应减轻、氧化应激状态改善,在基因水平上,与PM2.5暴露组相比较,萝卜硫素给药组的抗氧化功能、趋化因子活性、受体配体活性、细胞因子活性等相关基因表达水平显著下调,表明萝卜硫素给药干预增强了机体抗氧化抗炎症能力,降低了肺部及系统性微炎症反应。（7）肺组织中萝卜硫素导致Nrf2-Keap1通路的激活,及其下游抗氧化相关蛋白（如HO-1）表达量的增加,可能是萝卜硫素防治PM2.5肺损伤的机制之一;脂肪组织中萝卜硫素干预导致PPARγ表达水平显著增加,可能是萝卜硫素改善PM2.5导致的小鼠代谢紊乱、微炎症反应及体重异常的机制之一。