目的作为一种全球性新污染物,纳米塑料广泛存在于环境介质中,其造成的污染给CL13900全人类新带来的健康威胁已成为一个迫切需要解决的全球性公共卫生问题。近年来众多学者已指出纳米塑料会损害呼吸系统。然而,高度依赖于简单的2D细胞模型和有种属差异的动物模型,限制了纳米塑料影响呼吸系统的多种生物过程的可视化和精准分析。幸运的是,肺器官芯片可以模拟人体肺生理活性和关键结构特征,反映肺器官功能特点,可以被用来评估环境污染物危害和了解致病机制。材料和方法将Hepatic metabolismHPAEpiC、HUVEC和巨噬细胞依次接种到芯片中,形成具有免疫系统的肺器官芯片,并进行气液界面(ALI)的动态培养。构建好后进行表征确认肺器官芯片构建成功。我们选择具有代表性的环境污染物处理肺器官芯片,模拟人类肺部对环境污染物的特异性反应,评估肺器官芯片的可靠性、实用性和稳定性,建立基于肺器官芯片的毒理学平台。不同浓度PS-NPs作用于肺芯片,检测细胞活性、屏障功能、炎症反应、氧化应激,并观察单核细胞黏附迁移、PS-NPs的内化与摄取,评价纳米塑料对肺器官芯片的损伤作用。此外,检测PS-NPs暴露后肺芯片中铁离子含量和GPX4表达变化,并通过铁死亡抑制剂Fer-1预处理后检测肺器官芯片的损伤指标,在组织水平探讨铁死亡在PS-NPs致肺损伤中的作用。结果在ALI培养下,细胞生长状态良好,逐渐融合,形成致密的细胞层,跨膜电阻TEER值保持在40Ω*cm2,可稳定培养两周以上。通过代表性环境污染物的测试,建立可以直观、定量观察细胞死亡、屏障功能障碍、炎症反应、氧化应激和肺损伤标志物的环境毒理学平台。PS-NPs暴露后,肺器官芯片细胞活力下降、TEER值降低而渗透性升高;炎症因子IL-6、MCP-1和TNF-α爆发式升高、大量单核细胞迁移粘附、ROS显著产生以及AAT功能受损。同时,PS-NPs被肺器官芯片中不同细胞摄取,能够穿过肺泡-毛细血管屏障并进入血液。此外,PS-NPs导致肺芯片中铁离子含量升高而GPX4表达下调,而经Fer-1预处理后,PS-NPs诱导的铁死亡减少,炎症反应和氧化应激缓解,屏障功能和AAT表达恢复,在组织层面明确了铁死亡在纳Colforsin核磁米塑料致肺损伤中的作用。结论肺器官芯片可以模拟人体肺生理活性和结构功能特征,反映肺器官功能的特点,可视化和定量分析纳米塑料影响肺器官的多种生物过程,为毒理学评价提供了一个良好的体外平台和强大的技术支撑,在毒理学应用方面具有巨大潜力。