科学探索|科学家发现小型空气污染颗粒导致肺癌的诱发机制科学家发现小型空气污染颗粒

2022 年 4 月 19 日发表在《eLife》杂志上的一篇论文中，科学家们发现了小型空气污染颗粒可能导致肺癌的诱发机制。这一发现为预防和治疗铺平了道路，并有助于开发该疾病的早期肺部改变的新技术。

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虽然空气污染物中发现的微小的、可吸入的细颗粒物（FPM）视为第一类致癌物得到了业务共识，但并对全球健康构成实质性威胁。然而，FPM的致癌机制仍然不清楚。
来自中国南京大学的副研究员、该论文的第一作者 Zhenzhen Wang 解释说：“这表明，FPM 可能通过支持肿瘤生长的间接手段导致癌症。例如，一些研究表明 FPM 可以阻止免疫细胞移动到它们需要的地方” 。
为了探索这种可能性，Wang 带领的团队从中国的七个地方收集了 FPM，并研究了它对抵御肿瘤生长的主要免疫细胞--称为细胞毒性T细胞（CTLs）的影响。在给未接触到 FPM 的小鼠注射肺癌细胞时，CTL 被招募到肺部以消灭肿瘤细胞。相比之下，在肺部暴露于FPM的小鼠中，CTLs的浸润被推迟了--可能允许肿瘤细胞在肺部组织中建立。
为了研究为什么CTLs在暴露于FPM的肺部没有那么快进入肺部，该团队研究了CTLs本身和肺部组织结构。他们发现，暴露于 FPM 的CTLs仍然保留了它们的迁移能力，但 FPM 的暴露极大地压缩了肺部组织结构和免疫细胞之间移动的空间。胶原蛋白的水平也高得多--一种为细胞和组织提供生物力学支持的蛋白质。当研究小组研究CTLs在小鼠体内的移动时，在暴露于FPM的肺组织中，CTLs难以移动，而在未处理的组织中，CTLs能够自由移动。
对该组织的进一步分析表明，结构变化是由一种叫做胶原蛋白IV（collagen IV）的胶原蛋白亚型的增加引起的，但研究小组仍然不知道FPM是如何引发这种变化的。当他们更仔细地观察胶原蛋白IV的结构变化和负责制造这些变化的酶--称为过氧化物酶时，他们找到了答案。这种酶驱动一种特定类型的交联，发现暴露在 FPM 下会导致并加剧肺组织的交联。
Wang 表示：“最令人惊讶的发现是这一过程的发生机制。过氧化物酶粘附在肺部的FPM上，这增加了其活性。综合来看，这意味着无论FPM在肺部的什么地方着陆，过氧化物酶活性的增加都会导致肺部组织的结构变化，可以将免疫细胞挡在外面，远离生长的肿瘤细胞” 。
【科学探索|科学家发现小型空气污染颗粒导致肺癌的诱发机制】资深作者、南京大学生命科学学院教授董磊（Lei Dong，音译）总结道：“我们的研究揭示了一种全新的机制，吸入的细颗粒物促进了肺部肿瘤的发展。我们提供了直接证据，证明粘附在细小颗粒物上的蛋白质可以引起重大的不利影响，产生致病活性。我们发现过氧化物酶是肺组织中这种效应的媒介，这使它成为预防空气污染引起的肺部疾病的一个特定的和意想不到的目标” 。