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香烟烟雾细胞暴露系统Aexpo 由德伯科技（Databiosci）自主研发，依据ISO3308与CIR国际吸烟标准设计，适用于体外气液界面（ALI）条件下的细胞吸入暴露与毒理研究。系统集成高精度ISO3308/CIR香烟烟雾发生器与自动吸烟机，可实现稳定、可重复的烟气生成与传输。
体外毒理学研究结果的可靠性和可重复性，很大程度上取决于实验模型的选择。不同细胞类型、暴露方式、剂量和时间，可能导致截然不同的结论。这篇综述汇总了23项研究的方法学数据，为后续研究者提供了一个实用的“方法工具箱"。
1. 肿瘤来源细胞系：A549
使用频次：7项研究。
特点：来源于人肺泡基底上皮癌，易于培养，可重复性好。
重要局限：A549携带K-Ras突变，导致Nrf2结构性高活性。由于Nrf2是抗氧化反应的核心转录因子，高活性Nrf2会使A549对氧化应激的敏感性低于正常上皮细胞，可能低估某些烟雾的毒性。因此，使用A549获得的阴性结果需谨慎解读。
2. 永生化细胞系：BEAS-2B、16-HBE
使用频次：8项研究。
特点：分别通过SV40病毒转化或HPV E6/E7基因转染获得，来源于正常人支气管上皮。它们保留了大部分分化特征，且对氧化应激的反应与正常细胞接近，被认为是平衡可重复性与生理相关性的较好选择。
3. 原代细胞：pHBEC、HBEC、SAEC、HLBEC、hNEC等
使用频次：12项研究（最多的一类）。
特点：直接来自人体（通常为手术切除或支气管刷检），最贴近体内状态。但存在个体差异、代数有限、培养技术要求高、成本昂贵等挑战。
典型应用：Tassew et al. (2022) 使用来自Lovelace吸烟者队列的鼻刷检细胞，研究p53基因多态性对野火烟雾诱导MUC5AC表达的影响。
4. 其他特殊细胞
肺泡Ⅱ型细胞：如AALE，用于研究表面活性蛋白变化。
鼻上皮细胞（hNEC）：用于上呼吸道反应研究。
综述建议：如果目标是机制筛选和高通量测试，永生化细胞系（BEAS-2B）是合理选择；如果目标是评估与人类疾病的相关性，应优先考虑原代细胞；而A549适用于对Nrf2通路不敏感的研究方向，但应报告其Nrf2活性状态。
浸没式暴露
操作：将颗粒物提取或悬浮在培养基中，直接加到细胞上。
优点：简便、快速、成本低、易于高通量。
缺点：无法模拟吸入条件下“空气从顶端接触细胞"的生理状态；颗粒物可能沉降在培养基中，与细胞的相互作用受扩散和沉降动力学影响；水溶性气体成分会损失。
使用比例：23项中约占74%（以浸没式为主或仅用浸没式）。
ALI暴露
操作：细胞生长在Transwell膜上，顶端面暴露于空气或烟雾气流，基底侧面接触培养基。
优点：更贴近体内气道上皮的极性结构和暴露方式；可同时模拟气态和颗粒态暴露；适用于黏液分泌、纤毛摆动等功能研究。
缺点：设备复杂、成本高、通量低。
使用比例：约26%（包括部分同时使用两种方法的研究）。
代表性ALI研究：
Abzhanova et al. (2024) 在pHBEC-ALI中实时监测氧化还原变化。
Colvin et al. (2024) 在HBEC-ALI中暴露于PAH混合物，同时测量LDH和TEER。
Nguyen et al. (2023) 在AALE-ALI中暴露于野火烟雾，分析lncRNA表达谱。
建议：如果研究重点关注气溶胶的直接作用（如野火烟雾），ALI是更符合生理的选择；如果仅需初步筛选颗粒物的细胞毒性，浸没式仍可接受，但需注意结果的生理外推性受限。
浓度
液体暴露中，PM浓度范围：1–100 µg/cm²（或µg/mL）。
空气暴露中，PM浓度：3–500 mg/m³不等。
少数研究使用“% w/v"形式的烟雾浸泡液（如5%、10%）。
综述指出，沉积模型估算：100 µg/mL的体外浓度约相当于在100-150 µg/m³环境空气中吸入24小时后肺部的沉积量，因此该浓度范围具有现实意义。
时间
急性/超急性（15分钟 – 6小时）：多用于检测ROS、MAPK磷酸化、早期基因表达（如CYP1A1可在30分钟内上调）。
亚急性（12 – 48小时）：最常见的是24小时，用于细胞活力、LDH、细胞因子、DNA损伤。
长期（>48小时）：极少见，仅有极少数研究延长至72小时或3个月。
剂量-反应关系
61%（14/23）的研究使用了至少3个浓度点，进行了剂量-反应分析。
多数效应（细胞因子释放、DNA损伤、活力下降）呈浓度依赖性。
| 类别 | 常用方法 | 检测指标 |
|---|---|---|
| 细胞活力/毒性 | MTT、LDH释放、台盼蓝、GF-AFC | 代谢活性、膜完整性 |
| 屏障功能 | TEER、跨细胞通透性 | 紧密连接完整性 |
| 炎症 | ELISA、Luminex | IL-6、IL-8、TNF-α、IL-1β等 |
| 氧化应激 | DCFDA、MitoSOX、GSH/GSSG、Grx1-roGFP2 | ROS、氧化还原状态 |
| DNA损伤 | 彗星实验、微核试验、γ-H2AX、DNA解旋测定 | 链断裂、染色体畸变 |
| 基因/蛋白 | qPCR、Western blot、微阵列、RNA-seq、ATAC-seq | mRNA表达、蛋白表达、转录组、染色质可及性 |
A549 + THP-1：用于研究上皮-免疫细胞交互（Bolling et al., 2012）。
肺切片：少数研究使用精密切割肺切片，保留组织结构。
3D培养：尚未广泛使用，但未来值得探索。
总结：没有的单一模型。研究者应根据科学问题、预算和实验室条件做出权衡。对于希望开展标准化烟雾暴露实验的团队，采用商业化的ALI暴露系统（如CULTEX®或同类产品）配合永生化或原代人支气管上皮细胞，同时设置至少3个浓度点和多个时间点，是目前较为的“金标准"框架。
在进行木材/野火烟雾的体外暴露实验时，稳定、可重复的气溶胶发生与暴露系统是关键。
香烟烟雾细胞暴露系统Aexpo 由德伯科技（Databiosci）自主研发，依据ISO3308与CIR国际吸烟标准设计，适用于体外气液界面（ALI）条件下的细胞吸入暴露与毒理研究。系统集成高精度ISO3308/CIR香烟烟雾发生器与自动吸烟机，可实现稳定、可重复的烟气生成与传输。
通过6个通道辐射流气液界面暴露模块，装置可对6个细胞小室进行染毒实验，支持浓度梯度、动态稀释及实时监测，确保实验的可控性与可追溯性。该系统广泛应用于烟雾毒理、电烟及颗粒物吸入研究，为吸入毒理学和呼吸系统细胞模型研究提供标准化解决方案。
这类设备不仅适用于电烟研究，也可用于木材、生物质燃烧烟雾的体外毒理学评估，为研究者提供标准化、高重复性的实验工具，加速野火/木材烟雾健康风险研究的进展。
