空气污染如何改变肺组织并增加癌症易感性

根据今天发表在eLife上的一项研究，科学家们已经确定了一种机制，可以解释细小空气污染颗粒如何导致肺癌。

这些发现可能会导致新的方法来预防或治疗导致疾病的初始肺部变化。

空气污染物中发现的微小可吸入细颗粒物(FPM) 已被公认为第 1 类致癌物，并对全球健康构成重大威胁。然而，FPM的致癌机制仍不清楚。

“尽管有可能引起突变，但最近的研究表明，FPM 不会直接促进——甚至可能抑制——肺癌细胞的生长，”第一作者、中国南京大学 (NJU) 副研究员王振振解释道，她在 NJU 和澳门大学的实验室之间进行了这项研究，并获得了澳门大学奖学金的资助。“这表明 FPM 可能通过支持肿瘤生长的间接方式导致癌症。例如，一些研究表明 FPM 可以阻止免疫细胞移动到需要它们的地方。”

为了探索这种可能性，Wang 和团队从中国的七个地点收集了 FPM，并研究了它对抵御肿瘤生长的主要免疫细胞——细胞毒性 T 细胞 (CTL) 的影响。在给予未暴露于 FPM 的肺癌细胞的小鼠中，CTL 被募集到肺部以破坏肿瘤细胞。相比之下，在肺暴露于 FPM 的小鼠中，CTL 的浸润被延迟——可能使肿瘤细胞在肺组织中建立。

为了研究为什么 CTL 在暴露于 FPM 的肺部中没有那么快地进入肺部，研究小组研究了 CTL 本身和肺组织结构。他们发现暴露于 FPM 的 CTLs 仍然保留了它们的迁移能力，但暴露于 FPM 显着压缩了肺组织结构和免疫细胞之间移动的空间。还有更高水平的胶原蛋白——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 CTL 在小鼠中的运动时，在暴露于 FPM 的肺组织中，CTL 难以移动，而未处理组织中的 CTL 能够自由移动。

对组织的进一步分析表明，结构变化是由一种称为胶原蛋白 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 是如何触发这种变化的。当他们更仔细地观察胶原蛋白 IV 的结构变化以及负责制造它们的酶(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，发现暴露于 FPM 会在肺组织中引起和加重。

“最令人惊讶的发现是这个过程发生的机制，”王说。“过氧化物酶粘附在肺中的 FPM 上，从而增加了其活性。总而言之，这意味着无论 FPM 落在肺部的何处，过氧化物酶活性的增加都会导致肺组织的结构变化，从而使免疫细胞远离生长的肿瘤细胞。”

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