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细颗粒物(PM2.5)是环境污染物的重要组成部分之一,越来越多的证据表明PM2.5对人畜健康具有一定的潜在威胁。特别是PM2.5对呼吸系统健康的威胁受到了越来越多的关注,是许多呼吸道疾病如过敏性气道疾病、急性气道炎症、哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）的重要诱因。养殖舍内PM2.5浓度更高,具有复杂的组成结构,特别是具有高水平的微生物成分。目前对养殖环境PM2.5的研究仍然相对较少。开展关于畜禽养殖环境PM2.5的相关科学研究,有助于分析PM2.5的致病机制以及某些疾病特别是气源性疾病的传播机制,从而改善畜禽养殖业疫病防控措施,同时对保障长期在养殖环境中的工作人员健康具有重要意义。因此,本研究收集了冬季规模化牛舍PM2.5样本,测定其浓度变化及内毒素水平,同时观察其外观特征。随后利用不同浓度PM2.5刺激大鼠肺泡巨噬细胞,评估PM2.5对细胞的损伤、氧化应激、炎性因子分泌的影响作用,同时利用转录组测序技术探究牛舍PM2.5对细胞损伤过程中可能触发的机制。最后,通过si RNA沉默、RT-q PCR与Western blot等方法,探究在牛舍PM2.5刺激下,细胞GBP2与NLRP3/caspase-1通路表达水平的影响以及可能原因;探究GBP2与NLRP3/caspase-1通路激活是否存在关联及其对细胞免疫功能的影响。通过上述研究,初步探究牛舍PM2.5在分子水平上对机体细胞造成损伤的具体机制,以期为预防和治疗牛舍PM2.5引起的呼吸系统疾病提供理论参考。主要研究结果如下:1.牛舍PM2.5收集与特征分析采样期间牛舍内PM2.5浓度范围为174～291μg/m~3,在9:00与17:00浓度相对较高。牛舍PM2.5中含有大量不规则颗粒样物质、晶体颗粒和丝状纤维物质等,表明牛舍内PM2.5浓度较高,成分相对复杂。牛舍空气中LPS含量为972.453～1512.893 EU/m~3,表明牛舍PM2.5中LPS水平较高,具有高水平微生物载量。2.牛舍PM2.5对原代大鼠肺泡巨噬细胞毒性作用研究原代大鼠肺泡巨噬细胞接受牛舍PM2.5刺激后,细胞活力显著下降;细胞培养上清中ACP、AKP和LDH水平显著升高;细胞产生明显氧化应激,包括胞内ROS水平显著升高,SOD与GSH-PX酶活力显著下降,MDA生成量与NO释放量显著升高;此外,显著促进了炎性因子分泌。转录组测序分析结果表明牛舍PM2.5对细胞有显著损伤作用,在微生物感染、炎症、代谢异常等方面对机体健康存在潜在威胁。3.牛舍PM2.5诱导NR8383细胞GBP2上调对NLRP3/caspase-1通路激活的影响在牛舍PM2.5诱导下,GBP2、Caspase-11与NLRP3/caspase-1通路的表达水平上调,对牛舍PM2.5进行热处理灭活后可以减弱其表达水平、细胞活力损伤水平与炎性因子释放水平,表明牛舍PM2.5中微生物成分是上调其表达与细胞炎症反应的重要原因。si RNA干扰GBP2表达后,一定程度上抑制了Caspase-11与NLRP3/caspase-1通路表达,LDH、IL-1β与IL-18分泌与细胞毒性相对减弱,此外胞内菌数量显著增多。以上结果表明GBP2沉默后,减弱了牛舍PM2.5对细胞的毒性反应,影响了细胞自主免疫能力。通过上述研究结果得出结论:牛舍PM2.5浓度相对较高,成分较为复杂,具备较高的LPS水平,对细胞有明显的毒性作用;当肺泡巨噬细胞吞噬牛舍PM2.5时,增加了微生物进入胞内的可能性,GBP2识别进入胞内的细菌或含有细菌的囊泡,靶向结合膜结构使其裂解,增加了胞内LPS含量,LPS与胞内LPS受体Caspase-11结合,以非典型炎症体方式激活NLRP3/caspase-1通路表达,促进下游IL-1β、IL-18和LDH的成熟与分泌,进而发挥抑制胞内菌增殖的作用。