空氣污染如何改變肺組織并增加癌癥易感性

根據(jù)今天發(fā)表在eLife上的一項(xiàng)研究，科學(xué)家們已經(jīng)確定了一種機(jī)制，可以解釋細(xì)小空氣污染顆粒如何導(dǎo)致肺癌。

這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致新的方法來預(yù)防或治療導(dǎo)致疾病的初始肺部變化。

空氣污染物中發(fā)現(xiàn)的微小可吸入細(xì)顆粒物(FPM) 已被公認(rèn)為第 1 類致癌物，并對全球健康構(gòu)成重大威脅。然而，F(xiàn)PM的致癌機(jī)制仍不清楚。

“盡管有可能引起突變，但最近的研究表明，F(xiàn)PM 不會(huì)直接促進(jìn)——甚至可能抑制——肺癌細(xì)胞的生長，”第一作者、中國南京大學(xué) (NJU) 副研究員王振振解釋道，她在 NJU 和澳門大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行了這項(xiàng)研究，并獲得了澳門大學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金的資助。“這表明 FPM 可能通過支持腫瘤生長的間接方式導(dǎo)致癌癥。例如，一些研究表明 FPM 可以阻止免疫細(xì)胞移動(dòng)到需要它們的地方。”

為了探索這種可能性，Wang 和團(tuán)隊(duì)從中國的七個(gè)地點(diǎn)收集了 FPM，并研究了它對抵御腫瘤生長的主要免疫細(xì)胞——細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞 (CTL) 的影響。在給予未暴露于 FPM 的肺癌細(xì)胞的小鼠中，CTL 被募集到肺部以破壞腫瘤細(xì)胞。相比之下，在肺暴露于 FPM 的小鼠中，CTL 的浸潤被延遲——可能使腫瘤細(xì)胞在肺組織中建立。

為了研究為什么 CTL 在暴露于 FPM 的肺部中沒有那么快地進(jìn)入肺部，研究小組研究了 CTL 本身和肺組織結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)暴露于 FPM 的 CTLs 仍然保留了它們的遷移能力，但暴露于 FPM 顯著壓縮了肺組織結(jié)構(gòu)和免疫細(xì)胞之間移動(dòng)的空間。還有更高水平的膠原蛋白——一種為細(xì)胞和組織提供生物力學(xué)支持的蛋白質(zhì)。當(dāng)研究小組研究 CTL 在小鼠中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，在暴露于 FPM 的肺組織中，CTL 難以移動(dòng)，而未處理組織中的 CTL 能夠自由移動(dòng)。

對組織的進(jìn)一步分析表明，結(jié)構(gòu)變化是由一種稱為膠原蛋白 IV 的膠原蛋白亞型的增加引起的，但研究小組仍然不知道 FPM 是如何觸發(fā)這種變化的。當(dāng)他們更仔細(xì)地觀察膠原蛋白 IV 的結(jié)構(gòu)變化以及負(fù)責(zé)制造它們的酶(稱為過氧化物酶)時(shí)，他們找到了答案。這種酶驅(qū)動(dòng)一種特定類型的交聯(lián)，發(fā)現(xiàn)暴露于 FPM 會(huì)在肺組織中引起和加重。

“最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是這個(gè)過程發(fā)生的機(jī)制，”王說。“過氧化物酶粘附在肺中的 FPM 上，從而增加了其活性?？偠灾@意味著無論 FPM 落在肺部的何處，過氧化物酶活性的增加都會(huì)導(dǎo)致肺組織的結(jié)構(gòu)變化，從而使免疫細(xì)胞遠(yuǎn)離生長的腫瘤細(xì)胞。”

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