霧霾會(huì)增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)這事，大家應(yīng)該都知道了。

但是吸入霧霾不僅會(huì)增加自己的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)影響子代身體健康。甚至!在父母?jìng)湓虚_(kāi)始之前，只要在一定時(shí)間內(nèi)接受過(guò)霧霾的洗禮，就有可能將這種危險(xiǎn)因素一直傳遞下去!

不同于之前的相關(guān)性研究，俄亥俄州立大學(xué)的Loren E. Wold博士將親代小鼠在懷孕前每周30個(gè)小時(shí)暴露在38.58μg/m3的PM2.5環(huán)境中，闡述了子代雄性小鼠心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)、炎癥細(xì)胞因子、表觀遺傳等方面的一系列變化，切實(shí)證明，親代小鼠孕前暴露于PM2.5會(huì)嚴(yán)重影響子代的心臟功能健康!文章在近期發(fā)表在《美國(guó)心臟協(xié)會(huì)雜志》上。

研究再一次為空氣污染敲響警鐘!

在這次的研究中，Loren E. Wold博士將PM2.5濃度設(shè)置為38.58μg/m3，是特地“將俄州哥倫布市的空氣壓縮至洛杉磯和北京等大城市相同的顆粒污染物水平”來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。不過(guò)，38.58μg/m3的濃度在奇點(diǎn)糕眼里依然是晴空萬(wàn)里，畢竟，只比最佳空氣質(zhì)量PM2.5≤35μg/m3的標(biāo)準(zhǔn)高了一點(diǎn)點(diǎn)。

參與實(shí)驗(yàn)的小鼠每天有6小時(shí)呼吸霧霾，每周五天。對(duì)照組的小鼠被安置在同樣霧霾環(huán)境的房間里，但是有空氣過(guò)濾器保駕護(hù)航，可以呼吸到純凈的空氣。

小鼠們呼吸霧霾的生活持續(xù)三個(gè)月。三個(gè)月后，這些小鼠才在組內(nèi)尋找伴侶，產(chǎn)生“愛(ài)的結(jié)晶”。無(wú)論父母是否暴露于霧霾中，幼崽的數(shù)量和性別差異并不明顯，幼崽之間的體重也沒(méi)有顯著差異。但是當(dāng)子代小鼠們長(zhǎng)到三個(gè)月大時(shí)(相當(dāng)于人類的青年時(shí)期)，各方面的差異就顯現(xiàn)出來(lái)了。

父母孕前暴露于PM2.5的小鼠們，體重明顯要比父母生活在干凈環(huán)境中的小鼠低(25.73g vs 28.3g)，體表面積、心臟重量、脛骨長(zhǎng)度等也明顯低于對(duì)照，表現(xiàn)出全面的生長(zhǎng)遲緩現(xiàn)象。

但是，還遠(yuǎn)不僅“長(zhǎng)得慢了”這么簡(jiǎn)單!研究人員檢查了小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能，超聲心動(dòng)圖顯示，暴露組子代小鼠心臟收縮期(PWTs)后壁厚度低于對(duì)照組(1.44mm vs 1.7mm)，表明暴露組小鼠的心臟收縮功能可能有所受損。而進(jìn)一步的分析中，暴露組小鼠的左心室縮短分?jǐn)?shù)(29.05 vs 35.09)和射血分?jǐn)?shù)(56.27 vs 64.86)的減少更是證明了這一點(diǎn)。

心臟收縮功能下降可不是什么好兆頭。暴露組的子代小鼠出現(xiàn)左室收縮末期容積上升的比例明顯升高，這與心臟疾病事件的發(fā)生明顯相關(guān)，還被認(rèn)為是死亡的獨(dú)立因素。研究人員驚訝于父母在孕前暴露于PM2.5也會(huì)對(duì)子代小鼠造成如此大的影響，試圖從分子和細(xì)胞通路上找出一些端倪來(lái)解釋子代小鼠嚴(yán)重的心臟功能障礙。

心臟收縮和舒張受到幾種介質(zhì)的調(diào)節(jié)，其中最重要的就是鈣離子。鈣離子信號(hào)和相關(guān)蛋白的改變會(huì)影響心臟功能，導(dǎo)致心肌收縮能力的變化。研究人員發(fā)現(xiàn)這些蛋白的表達(dá)明顯上調(diào)了，表現(xiàn)出明顯的心肌細(xì)胞受損癥狀。這與孕期中暴露PM2.5的模型中的蛋白水平變化相似，說(shuō)明無(wú)論暴露于PM2.5的時(shí)間是在懷孕前還是懷孕后，都不可避免地提高了子代心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，子代小鼠的蛋白變化水平也與母鼠炎癥模型相似。炎癥因子水平的上升是心臟功能障礙的一個(gè)重要原因。暴露組子代小鼠的C反應(yīng)蛋白(CRP)的水平比對(duì)照組足足提高了8倍!

CRP水平不僅是炎癥通路激活的生物標(biāo)志物，也是各種心血管疾病的“中間人”。同時(shí)，也有研究表明，CRP上升意味著內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)的上調(diào)，這些黏附分子是誘導(dǎo)心肌細(xì)胞收縮性降低的罪魁禍?zhǔn)字唬难芗膊★L(fēng)險(xiǎn)上升，有它們的一口鍋。

親代暴露于PM2.5的小鼠，IL-6、IL-15、TNF-α等炎性細(xì)胞因子的水平顯著上升

說(shuō)到底，親代小鼠在孕前呼吸的霧霾影響了表觀遺傳，所以對(duì)子代小鼠心臟功能產(chǎn)生了如此之大的影響。研究人員發(fā)現(xiàn)了暴露組子代小鼠的組蛋白去乙?；?/span>mRNA表達(dá)顯著高于對(duì)照組，而之前的研究已經(jīng)證實(shí)，去乙酰化酶可以通過(guò)拮抗DNA甲基化來(lái)影響表觀遺傳。

與環(huán)境污染相關(guān)的健康問(wèn)題是全球性的，每年，由環(huán)境顆粒物造成的死亡高達(dá)320萬(wàn)例。探究環(huán)境污染增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的遺傳特性和分子機(jī)制，可以幫助我們更好地預(yù)防環(huán)境污染造成的嚴(yán)重后果。

這項(xiàng)研究中僅僅包括雄性的子代小鼠，并且環(huán)境污染的因素十分復(fù)雜，只是模擬環(huán)境中的PM2.5指數(shù)并不能完全復(fù)制當(dāng)下的自然環(huán)境。但即使這樣，PM2.5的嚴(yán)重后果也應(yīng)該引起我們足夠的警惕，畢竟，一朝吸霧霾，子孫后代的心臟可能都要遭殃!

原始出處：Tanwar V, Adelstein JM, Grimmer JA, et al.Preconception Exposure to Fine Particulate Matter Leads to Cardiac Dysfunction in Adult Male Offspring. J Am Heart Assoc. 2018 Dec 18;7(24):e010797.