大量流行病学证实大气细颗粒物与呼吸系统、心血管系统发病率增加显著相关。众多毒理学研究表明，吸入大气细颗粒会导致细胞损伤，这与细胞胞浆内游离Ca2+浓度([Ca2+]i)变化密切相关。[Ca2+]i持续升高会引发各种组织和细胞的毒性机制，从而引发一系列毒理效应，最终导致细胞死亡。此过程中，伴随着导致细胞损伤的关键物质活性氧(ROS)的产生。细颗粒物致细胞损伤中，胞内Ca2+和ROS相互关系复杂，在细胞因子信号传导网络中的因果关系没有准确定论；颗粒物的化学成分会对[Ca2]i升高和ROS产生的有重要影响，但具体机制未明。　　 本论文第一部分使用石英为模型讨了石英颗粒致细胞损伤的[Ca2+]i升高来源，及其与ROS产生的关系。首先选择体外分离培养的原代大鼠肺泡巨噬细胞为受试细胞，分别使用Fluo-3 AM钙荧光探针和DCFH-DA活性氧探针负载细胞，完善激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)检测[Ca2+]i和ROS变化，结果表明石英颗粒能剂量-效应地增强巨噬细胞产生ROS，升高[Ca2+]i，降低细胞存活率。其次钙来源的研究中，使用TG释放内质网钙库、EGTA改变细胞外培养液Ca2+浓度，结果表明[Ca2+]i升高作用，与胞外Ca2+通过细胞膜上钙离子通道大量内流和内质网钙库的钙释放有关，并以胞外钙内流为主(约72.7％)。探寻ROS和[Ca2+]i升高的关系研究中，改变ROS产生条件或控制[Ca2+]i，结果表明[Ca2+]i升高不依赖ROS变化，ROS尤其·OH生成不能引起的[Ca2+]i增加，相反[Ca2+]i变化会影响ROS产生能力，Ca2+可能是诱导ROS产生的上游信号传导途径中重要环节。　　 本论文第二部分利用2008年奥运前和奥运期间北京市大气细颗粒物(PM2.5)，检测细胞的各种毒性指标，包括[Ca2+]i，细胞存活率和ROS水平；同时分析PM2.5质量浓度和各化学成分，探讨PM2.5化学成分的致毒效应。结果表明，PM2.5对细胞有明显的毒性效应，能剂量响应地降低细胞存活率，增加[Ca2+]i和ROS产生。污染控制方案实行后，有效地降低了PM2.5中的致毒金属元素Fe、Ni、Zn、Pb、As。颗粒物细胞毒性下降，表现8月份采集的颗粒物致细胞存活率显著升(p<0.01)，[Ca2+]i升高程度减少(p<0.05)。但ROS在控制措施实行后增加，机制不清。　　 综上所述，石英颗粒致细胞损伤中，主要是胞外Ca2+大量内流，造成[Ca2+]i升高，成为诱导ROS产生的上游信号传导途径中重要环节。由于污染控制措施的实行，有效降低北京市夏季PM2.5中化学成分，尤其是金属元素对细胞的毒性作用，但不排除颗粒物中有机成分的影响。