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科學家首次揭示“三手煙”可直接改變人體基因表達,3小時影響近400個基因!

  日期:2019-07-09  來源:基因谷


吸煙有害健康,二手煙一直被人們所關注,但你知道“三手煙”嗎?



  

三手煙是指煙民“吞云吐霧”后殘留在衣服、墻壁、地毯、家具甚至頭發和皮膚等表面的煙草殘留物。三手煙是一種被動吸煙方式,也被認為是目前危害最廣泛、最嚴重的室內空氣污染。美國能源部下屬伯克利勞倫斯國家實驗所研究人員發現,三手煙可存在幾天、幾周甚至數月。


近日,一項發表在JAMA Network Open的隨機臨床試驗研究表明,三手煙可以通過刺激細胞破壞呼吸系統上皮細胞的基因表達,首次揭示三手煙對人類基因表達的直接影響。文章題為“Experimental Acute Exposure to Thirdhand Smoke and Changes in the Human Nasal Epithelial Transcriptome: A Randomized Clinical Trial”。研究人員表示,這一發現可以幫助醫生治療暴露在三手煙中的病人。


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該研究由加州大學河濱分校的科學家完成。加州大學河濱分校分子、細胞和系統生物學教授Prue Talbot博士表示,此前,研究團隊在培養細胞和動物模型中分析三手煙對健康的影響,并發現三手煙可改變基因表達。2011年~2015年,研究團隊進行了一項隨機臨床試驗。研究結果顯示,三手煙可以通過刺激細胞破壞呼吸系統的上皮細胞,影響人體細胞基因表達。


在隨機交叉研究中,入組的26位參與者身體健康,不吸煙且沒有接觸過二手煙。研究中,參與者僅將頭部暴露在三手煙環境和經過濾調節的空氣中,每次暴露時間為3小時。不同暴露環境間隔21天以上,暴露順序隨機。隨后,研究人員采取參與者的鼻腔上皮樣本,并進行RNA測序。研究發現有4名健康女性的細胞RNA濃度較高,可用于后續基因表達分析。


這4名女性健康且無慢性病。在被隨機分配后,4人先后暴露于清潔空氣和三手煙環境,暴露持續3個小時。經過RNA測序,研究人員發現僅有2個基因是受清潔空氣的影響,而在暴露于三手煙的樣本中鑒定出389個差異表達基因,其中382個基因顯著過表達,7個基因表達不足。


經過進一步深入分析,研究人員發現這389個差異基因表達與細胞應激誘導的線粒體過度融合、細胞存活途徑相關,例如呼吸電子傳遞鏈、線粒體內膜、氧化應激、DNA修復等途徑。此外,如果不加以控制,研究中觀察到的基因差異表達甚至可能引起細胞死亡。


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圖:人鼻上皮細胞對三手煙的反應


該研究結果顯示,健康人短時間吸入三手煙就可引起細胞應激,導致細胞存活途徑的激活。其中某些反應與應激誘導的線粒體過度融合一致,類似于此前體外研究所證實的結果。這些研究數據對于治療暴露于三手煙患者具有一定價值的,并且可能有助于制定治療三手煙污染環境的法規。


三手煙可以出現在大氣中,不吸煙者會被動吸入。目前,三手煙并沒有得到廣泛的研究。該文章第一作者、塔爾伯特實驗室的Giovanna Pozuelos表示:“僅僅吸入三手煙3個小時,就可以顯著改變不吸煙健康個體鼻上皮細胞的基因表達,并影響線粒體活動。三手煙會改變與氧化應激相關的通路,這可能損害DNA,其引發的長期影響可能導致癌癥。僅接觸三手煙3個小時并不可能導致癌癥,但如果有人長期暴露于三手煙環境,例如公寓、家或汽車中,就可能對健康產生影響。”


由于鼻上皮中的基因表達與支氣管上皮相似,研究人員認為,以上研究結果或與呼吸系統中其他細胞有關。該研究僅對鼻腔上皮進行了研究,因為鼻腔是三手煙進入人們肺部的一種重要途徑。另一個常見接觸途徑就是皮膚,研究人員計劃未來進行相關研究。目前,該研究團隊正在與合作者研究長期暴露于三手煙環境對人體健康的影響。


很多人并不知道三手煙是什么,對其潛在的健康危害更是知之甚少。尼古丁等化學物質可以吸附在家具、衣服上面,不在家人朋友面前吸煙并不意味著他們可以躲避傷害。希望該研究能夠提高人們對三手煙的關注和認識。更重要的是,人們要知道三手煙是真實存在且有致癌風險的。



參考資料:

1. Experimental Acute Exposure to Thirdhand Smoke and Changes in the Human Nasal Epithelial Transcriptome: A Randomized Clinical Trial


2. Thirdhand Smoke Linked for First Time to Gene Expression in Humans



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