随着纳米技术的快速发展，石墨烯及其衍生物因优异的导电性和高光学透过率，在新兴能源设备、生物医学成像和靶向药物递送等领域得到广泛应用（Salaheldeen等，2025；Song等，2020）。然而，随着石墨烯纳米材料的快速进步、生产和使用，其职业和环境暴露的潜在风险也引起了广泛关注（Fadeel等，2018；Jin等，2025）。在职业环境中，除了皮肤和口腔吸收外，呼吸道是最主要的暴露途径。有证据表明，从事石墨烯及其衍生物生产和加工的工人所处环境中存在一定量的石墨烯或其衍生物纳米颗粒，这些颗粒可能通过吸入途径进入人体（Boccuni等，2020）。石墨烯纳米材料对动物和体外实验的毒性效应已有大量报道。目前认为，石墨烯纳米颗粒引起的肺损伤主要与氧化应激和炎症反应有关（Zhang等，2020）。吸入后，石墨烯纳米颗粒主要沉积在肺部，长期存在可能导致组织损伤，如局部肺肉芽肿、肺水肿、炎症细胞浸润和纤维化（Bengtson等，2017；Mao等，2016；Roberts等，2016；Rodrigues等，2020）。
近年来，肺纤维化与多种程序性细胞死亡（PCD）方式相关，包括凋亡（Kuwano等，2004；Sun等，2024；Yao等，2011）、自噬（Li等，2021）、焦亡（Tian等，2024）和铁死亡（Cheng等，2021；Pei等，2022；Zhang等，2024）。石墨烯纳米材料会引发活性氧（ROS）的异常生成，导致氧化应激和线粒体损伤，进而直接或间接诱导PCD（Ding等，2023；Park等，2015b）。然而，尚不清楚石墨烯具体诱导哪种类型的PCD。肺泡巨噬细胞是抵御呼吸道颗粒物的主要防线，其损伤、死亡及炎症介质的释放是促进肺组织炎症反应的关键因素（Wiemann等，2016）。研究表明，肺泡巨噬细胞主要通过呼吸系统吞噬石墨烯纳米颗粒。吞噬外源性颗粒后，巨噬细胞会释放多种炎症因子，吸引更多免疫细胞聚集到肺部炎症部位，从而加剧炎症反应并最终导致肺组织纤维化（Lee等，2019）。但目前尚未确认巨噬细胞中的PCD是否在石墨烯诱导的肺纤维化过程中起作用。
除了常见的PCD类型外，近年来发现的一种新机制——铜死亡（cuproptosis）具有独特的机制和特征。铜死亡由细胞内游离铜积累引起，需要铁氧还蛋白1（FDX1）介导的蛋白质硫辛酰化，铜与硫辛酰化蛋白质结合后导致其聚集，干扰三羧酸循环（TCA循环），最终引发蛋白质毒性应力并导致细胞死亡（Tsvetkov等，2022）。目前尚无关于铜死亡在石墨烯纳米颗粒引起的肺纤维化中的作用机制的报道。自噬作为基本的细胞机制，对维持细胞稳态至关重要。有趣的是，自噬在肺纤维化发病机制中起着矛盾的作用，一些研究认为它具有保护作用，而另一些研究则认为它可能加重疾病（Wang等，2021）。因此，需要更多证据来确定自噬在石墨烯诱导的肺纤维化不同阶段的作用及其变化是否具有时间依赖性。
为此，本研究采用非暴露性气管滴注法让小鼠暴露于不同剂量和时间的石墨烯，动态观察肺组织的病理变化和纤维化进程。同时探讨了石墨烯诱导的肺纤维化过程中铜的转运特性、铜离子的变化以及铜死亡生物标志物的时间表达。随后建立了体外模型，初步评估巨噬细胞铜死亡和自噬对肺纤维化发展的影响。总之，本研究可深入分析石墨烯的潜在呼吸毒性，为扩展其生物学效应的研究提供理论基础和创新视角。
