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iScience:研究发现电子烟会损害脑细胞

来源:本站原创 2019-07-10 08:23

2019年7月10日讯 /生物谷BIOON /——加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的一个研究小组发现,通常针对年轻人和孕妇的电子烟会在神经干细胞中产生应激反应,而神经干细胞是大脑中的关键细胞。

图片来源:iScience

干细胞存在于整个生命中,成为具有更特殊功能的特化细胞,如脑细胞、血细胞或骨骼。干细胞对压力的敏感性远远超过它们所变成的特殊细胞,它为研究暴露于有毒物质(如香烟烟雾)提供了一个模型。

电子烟(ECs)是一种尼古丁传递装置,通过加热使尼古丁和香料化学物质雾化。研究人员还不清楚ECs中的化学物质如何影响神经干细胞,尤其是线粒体--作为细胞的动力源和调节细胞健康的关键细胞器。

利用培养的小鼠神经干细胞,加州大学河滨分校的研究人员将EC诱导的干细胞毒性机制确定为"应激诱导的线粒体低灌注"(SIMH)。

"SIMH是一种保护性的生存反应,"领导这项研究的分子、细胞和系统生物学教授Prue Talbot说。"我们的数据显示,干细胞暴露在电子液体、气溶胶或尼古丁中会产生导致SIMH的反应。"

这项研究是在领先的电子商务品牌Vuse上进行的,发表在Cell Press的开放获取期刊iScience上。

该研究论文的第一作者、今年获得生物工程博士学位的Atena Zahedi表示:"尽管最初引入ECs是为了更安全,但Vuse和JUUL等ECs并非无害。即使是短期的接触也会对细胞造成压力,长期使用可能导致细胞死亡或疾病。我们的观察很可能与任何含有尼古丁的产品有关。"

Zahedi是2019-20年加州大学校长博士后奖学金的获得者,她解释说,在SIMH期间,圆形点状线粒体融合在一起,形成长时间的超灌注网络,以相互拯救--使它们更不易降解。

"ECs中尼古丁的高水平导致神经干细胞膜中特殊受体的尼古丁泛滥," Zahedi说。"尼古丁与这些受体结合,导致它们打开。钙和其他离子开始进入细胞。最终,钙超载随之而来。"

Zahedi解释说,线粒体中过多的钙是有害的。线粒体随之膨胀,改变其形态和功能。它们甚至可以破坏和泄漏导致细胞死亡的分子。

"如果尼古丁压力持续,SIMH崩溃,神经干细胞受损,最终可能死亡,"Zahedi说。"如果发生这种情况,干细胞就不能产生更多的特化细胞,比如星形胶质细胞和神经元。"

Zahedi补充说,受损的干细胞线粒体可能加速衰老,导致神经退行性疾病。她解释说,神经干细胞可以通过嗅觉途径接触尼古丁。使用者吸入烟雾,烟雾可以通过嗅觉路径到达大脑。

Talbot和Zahedi强调,青年和孕妇需要特别密切关注他们的结果。

"他们的大脑正处于关键的发育阶段,"加州大学欧文分校干细胞中心主任Talbot说。"在胎儿期或青少年时期接触尼古丁会以多种方式影响大脑,可能会损害记忆、学习和认知。此外,青少年对尼古丁的上瘾和依赖是一个紧迫的问题。值得强调的是,尼古丁正在损害神经干细胞及其线粒体。我们应该对此感到担忧,因为尼古丁现在广泛存在于ECs及其补充液中。"(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Atena Zahedi et al. Mitochondrial Stress Response in Neural Stem Cells Exposed to Electronic Cigarettes, iScience (2019). DOI: 10.1016/j.isci.2019.05.034
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