香烟烟雾几乎损害身体的每个器官。它与肺癌和心脏病的关联已广为人知。但同样严重却鲜为人知的是它对眼睛造成的伤害。
多年来，医生们知道吸烟者患年龄相关性黄斑变性（AMD）的可能性是常人的四倍，而AMD是50岁以上人群视力丧失的主要原因。但一直不清楚的是，烟雾究竟如何驱动这一过程。
现在，由美国国立卫生研究院（NIH）支持，约翰霍普金斯医学的研究人员深入探究了眼睛在烟雾暴露后内部发生的变化。
研究结果表明，吸烟会以类似衰老和疾病的方式，重塑关键眼细胞的遗传行为。
许多专家此前认为，吸烟与AMD的关联在于，吸烟通过释放称为自由基的有害分子来加速衰老。这些分子会损伤全身的组织和细胞。
而这项新研究则更为深入。约翰霍普金斯医学的研究人员希望确切了解香烟烟雾如何改变眼睛细胞。他们的重点是那些在保持视力敏锐和健康中发挥关键作用的特殊细胞。
吸烟危害关键眼细胞
该研究检查了视网膜色素上皮细胞（RPE细胞）。这些细胞保护并支持感光细胞（即允许视觉的光敏感细胞）。没有健康的RPE细胞，视力就会开始衰退。
詹姆斯·T·汉达博士说：“人们通常认为吸烟通过释放损伤组织的分子——自由基来加速衰老。”但研究显示出了更多问题。
吸烟还在RPE细胞中引起了表观遗传变化。表观遗传变化影响基因如何开启或关闭，而不改变DNA代码本身。
烟雾改变眼睛基因
为了理解这些变化，研究人员使用了先进工具——单核ATAC测序和单核RNA测序。这些方法帮助科学家检查了RPE细胞在香烟烟雾暴露后基因的行为方式。
研究团队研究了年轻和年老的两种小鼠。三个月大的小鼠代表年轻成年，而十二个月大的小鼠代表人类中年晚期。部分小鼠短期接触香烟烟雾冷凝物，另一些则每天暴露于烟雾中持续四个月。随后，科学家观察了暴露后数天内细胞的反应。
烟雾如何破坏细胞功能
结果显示，香烟烟雾在年轻和老年小鼠中都产生了受损RPE细胞簇。这些细胞中负责正常RPE功能的基因活性较低。
烟雾还降低了染色质可及性。染色质是DNA和蛋白质紧密结合的混合物，控制着哪些基因开启或关闭。当染色质的可及性降低时，细胞便难以应对压力并存活。
受损细胞中被称为经典衰老标志物的基因活性也较低。这些基因通常有助于保护细胞免受年龄相关问题的困扰，包括DNA不稳定性、染色体末端（端粒）缩短以及线粒体损伤——线粒体是产生细胞能量的结构。
年轻细胞中的意外差异
一个意外发现涉及年轻小鼠。一组独特的衰老相关基因仅在年轻烟雾暴露小鼠的受损RPE细胞中变得活跃。这些基因在年老烟雾暴露小鼠中并未开启。
汉达说：“我们看到与线粒体功能、蛋白质稳态、自噬、炎症和代谢相关的衰老基因表达，仅在被吸烟的年轻、功能失调的RPE细胞中增加。”
通过使用识别死细胞的TUNEL方法，研究人员发现这些被激活的基因帮助保护了年轻细胞。而未能激活同样基因的老年细胞则更容易死亡。这一发现表明，年轻细胞可能具有更强的抵御烟雾损伤能力，至少在一段时间内如此。
吸烟对人体眼睛的损害
研究团队还研究了捐献的人类RPE细胞。样本来自两名未吸烟且没有AMD的人、一位吸烟但未患AMD的人，以及一位患有早期AMD的人。研究人员发现，在人类和小鼠的受损细胞中，有1,698个基因以相似方式发生了改变。
这些共同的基因变化指向可能驱动年龄相关性黄斑变性发展和恶化的共同路径。这一联系强化了吸烟直接引发有害基因和细胞变化并导致视力丧失的观点。
戒烟可保护眼睛
研究结果表明，吸烟不仅仅是释放有害化学物质。烟雾暴露改变了眼细胞控制重要基因的方式。某些变化可能是暂时的，而另一些则可能持续更长时间。
汉达说：“了解环境压力会干扰眼睛产生维持健康所需基因的能力后，我们现在希望缩小哪些变化是暂时的、哪些是永久性的。”
约翰霍普金斯医学的未来研究将探索衰老和长期烟雾暴露如何共同导致严重的眼损伤。这项工作可能帮助科学家设计针对晚期AMD的更好疗法。
就目前而言，结论很简单：避免吸烟不仅能保护肺和心脏，还能保护不可替代的视觉天赋。
该研究发表在《PNAS》期刊上。
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