大气颗粒物因其对人类心肺功能的诸多不利影响而引起广泛关注,哮喘、慢性阻塞性肺病和心肌梗死等疾病都与大气中颗粒物的污染水平相关。直径小于2.5微米的细颗粒物被称为PM_2.5,其粒径小,面积大,所附带的有效毒性成分多,易进入人体呼吸系统并沉积在肺部深处,使其成为全球关注研究的热点。中国受PM_2.5污染的影响尤为严重,对PM_2.5造成损伤的机理的研究将为环境污染的治理及相关法律法规的制定提供帮助,并为更好地保护人类健康提供强有力的科学依据和支持。本文中,我们基于中国山西省太原市和美国加利福尼亚州萨克拉门托市的特点选取了这两个城市收集PM_2.5,对两市的颗粒物进行采样,这两个城市都有着冬季干燥,阳光充足,工业和农业为主要经济发展形式等特点,尤其是两市在冬季都有着长期的PM_2.5污染史。空气中颗粒物浓度的增加通常与快速的经济发展过程中,尤其是工业发展中不可避免的化石燃料使用量的增加有关,太原的经济发展以工业和农业为主,需要燃烧大量的煤炭,而萨克拉门托市具有高度的农业和交通发展,因此,该研究也是一个了解不同地区、不同来源的PM_2.5毒性差异的一种可行性方法。其次,本文还对两种PM_2.5样本进行了化学成分分析,分析结果显示,山西组与加州组的PM_2.5主要成分都是有机化合物,但加州组的PM_2.5氧化性更高,而两组中无机物的主要成分分别是硫酸盐和硝酸盐,另外,两组颗粒物样本的金属元素含量也有差异,山西组样本的钙、镁、钡、铅元素含量,而加州组样本中含有更高的铜元素。为了探究这两个PM_2.5样本的毒性和它们之间的差异,该研究将30只8周龄BALB/C小鼠分为三组:对照组,山西组和加州组,通过气管滴注的方式进行等量的急性暴露,24小时后通过支气管肺泡灌洗（BAL）,酶联免疫吸附测定（ELISA）和组织病理学评估来评估气道毒性和损伤状况。结果显示,山西组和加州组的小鼠气道与对照组相比都有着更高的中性粒细胞数量及炎性相关蛋白的高水平表达,其肺部组织切片也观测到了更多的巨噬细胞和中性粒细胞,炎性反应更为明显。此外,加州组小鼠的中性粒细胞数量,人CXC趋化因子配体1（CXCL-1）及细胞肿瘤坏死因子α（TNFα）蛋白水平相比与山西组都有显著增加。该研究中,相比于山西,暴露于加州采集的PM_2.5的小鼠显示出了更高的炎性反应,而造成这种生物体反映出的毒性差异的原因可能是颗粒物更高的氧化性和更高的金属含量。据我们所知,该研究中对比两个不同国家不同城市的PM_2.5的化学成分和生物毒性的类似研究形式尚属首次,该研究揭示了 PM的化学组成成分的差异与气道炎性差异的潜在联系,为今后该类研究提供了新的思路,打下了良好的基础。