吸烟广泛存在且致命,但我们对其如何导致严重呼吸系统疾病的理解尚不完整,这严重阻碍了有效治疗方法的发展。今天,澳大利亚研究人员揭示了香烟烟雾和电子烟中发现的多种化学物质如何改变肺部关键免疫细胞的功能。
这项研究发表于1月17日的《实验医学杂志》(Journal of Experimental Medicine,简称JEM),表明这些变化使吸烟者及暴露于二手、三手烟的人更容易患上呼吸道感染,并加重与吸烟相关的炎症性疾病,如慢性阻塞性肺病(COPD)。COPD是全球第三大死亡原因,目前尚无有效治疗方法。
莫纳什大学生物医学发现研究所的Wael Awad博士表示:“到目前为止,人们对于吸烟者接触香烟烟雾后免疫反应失衡的机制及其与COPD等烟雾相关疾病的关系仍不清楚。”
该研究由莫纳什大学生物医学发现研究所的Jamie Rossjohn教授、昆士兰大学分子生物科学研究所的David P. Fairlie教授、墨尔本大学彼得·多尔蒂感染与免疫研究所的Alexandra J. Corbett教授以及悉尼科技大学百年研究所的Philip M. Hansbro教授共同领导。
研究人员研究了香烟烟雾对黏膜相关恒定T细胞(MAIT细胞)的影响。MAIT细胞是一种存在于肺部和其他组织中的免疫细胞,帮助抵御细菌和病毒感染,并能促进炎症或组织修复。
MAIT细胞由几乎每个细胞中都存在的蛋白质MR1激活。MR1识别细菌产生的化学物质,并将其呈现在受感染细胞表面以激活MAIT细胞并启动免疫反应。Fairlie教授表示:“尽管我们知道香烟烟雾、森林火灾、烹饪、车辆尾气和焚烧废物的烟雾对健康有显著风险,但我们对烟雾中的具体成分如何影响我们的免疫系统以及其对人体多个部位的影响知之甚少。”
Awad博士补充道:“我们怀疑香烟烟雾中的20,000多种化学成分中的一些可能与MR1结合,从而影响肺部MAIT细胞的活性。”
研究人员通过计算机模拟预测哪些香烟烟雾成分可能被MR1识别,发现其中一些分子不仅与该蛋白结合,还增加了或减少了细胞表面的MR1数量。这些化学物质包括用作香料的苯甲醛衍生物,它们阻止了由细菌产生的化合物激活人类MAIT细胞。
研究团队随后研究了香烟烟雾对来自人血和小鼠的MAIT细胞的影响,发现它们降低了MAIT细胞的功能。反复暴露于香烟烟雾的小鼠出现了肺部疾病的症状,若同时感染流感,病情会进一步恶化。研究人员发现,长期暴露于香烟烟雾会改变小鼠MAIT细胞提供的保护作用,使其更难以抵抗流感感染,并更容易发展成COPD。
Hansbro教授表示:“我们发现缺乏MAIT细胞的小鼠也受到香烟烟雾引起的COPD的保护,表现为肺部炎症水平降低,肺泡组织未出现恶化。”
Corbett教授指出:“这项研究展示了跨学科合作的力量和我们可以从中获得的见解。”
Awad博士总结道:“总的来说,我们的研究表明香烟烟雾成分可以与蛋白质MR1结合,减少保护性免疫细胞MAIT细胞的功能,增加感染易感性,并加剧肺部疾病的发展。”研究人员计划进一步研究香烟烟雾对MAIT细胞通路的具体影响,以学习如何更好地治疗COPD和其他肺部疾病。
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