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为探究无尼古丁电子烟危害，中南大学研究人员经实验发现其可致肺损伤，或为防治提供靶点。
电子烟 “无尼古丁” 就安全？研究揭示潜在危害真相
在健康与生活方式紧密交织的当下，吸烟与疾病的关联备受关注。传统认知里，吸烟是癌症、心脏病、中风、糖尿病以及慢性阻塞性肺疾病（COPD）等诸多严重疾病的重要诱因，其中尼古丁被视为烟草烟雾中损害肺部组织、阻碍肺部发育的 “罪魁祸首” 。近年来，打着 “健康替烟” 旗号的电子烟风靡一时，尤其是无尼古丁电子烟，被不少人当作传统香烟的安全替代品。事实真的如此吗？
中南大学湘雅医院的研究人员敏锐地察觉到这一健康隐患，决心深入探究无尼古丁电子烟的潜在危害。他们的研究成果发表在《Respiratory Research》杂志上，为我们揭开了无尼古丁电子烟背后不为人知的风险。
为了开展这项研究，研究人员采用了动物模型和细胞实验两种关键技术方法。在动物实验方面，选用 16 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠，让其暴露于无尼古丁电子烟蒸汽（ECV）中长达 16 周，模拟人类吸入电子烟的场景 。实验结束后，收集小鼠的支气管肺泡灌洗液（BALF），并对肺组织进行组织学分析、免疫组化等检测。在细胞实验中，使用人肺微血管内皮细胞（HPMVECs），将其暴露于不同浓度的电子烟提取物（ECE）中，观察细胞的变化。通过这些实验，研究人员从整体动物水平和细胞水平，全面评估无尼古丁电子烟对肺部组织和内皮细胞的影响。
下面来看看具体的研究结果：
- 无尼古丁电子烟诱导小鼠肺组织损伤：研究人员对小鼠肺组织进行组织学分析，发现暴露于 ECV 的小鼠肺组织出现显著结构改变，如肺泡壁增厚、炎性细胞浸润，肺泡大小明显增加，这是肺气肿的典型特征。同时，免疫荧光（IF）染色和免疫组化（IHC）染色显示，小鼠肺组织中 α - 平滑肌肌动蛋白（α -SMA）水平显著升高，提示气道重塑和纤维化。此外，ELISA 检测表明，ECV 暴露小鼠肺组织中炎症介质肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 6（IL-6）和基质金属蛋白酶 - 9（MMP-9）水平升高，氧化应激标志物丙二醛（MDA）增加，超氧化物歧化酶（SOD）水平降低，表明肺部存在氧化应激增强和抗氧化防御机制受损。这些结果表明，ECV 暴露可诱导小鼠肺组织损伤，出现肺泡扩大、血管重塑以及炎症和氧化应激标志物增加的现象。
- 无尼古丁电子烟诱导体内外糖萼脱落和内皮细胞损伤：由于 MMP-9 是内皮糖萼脱落的标志物，研究人员检测发现，无尼古丁电子烟暴露的小鼠肺组织中 Syndecan-1（糖萼的一种成分）水平显著降低，而 BALF 中 Syndecan-1 水平升高，IF 染色也显示小鼠肺组织中 Syndecan-1 表达减少，这一系列结果表明体内存在内皮糖萼脱落。在体外实验中，HPMVECs 暴露于 ECE 后，培养基中 TNF-α 和 IL-6 蛋白含量、MDA 水平呈剂量依赖性增加，SOD 水平降低，MMP-9 和 Syndecan-1 水平升高，IF 染色显示 Syndecan-1 水平随 ECE 浓度增加而降低，FITC - 葡聚糖渗漏实验表明内皮细胞通透性增加。这些结果共同证明，无尼古丁电子烟可诱导体内外内皮糖萼脱落和内皮细胞损伤，表现为炎症细胞因子增加、氧化应激增强和内皮通透性增加。
- 无尼古丁电子烟诱导内皮细胞线粒体功能障碍：研究人员对 HPMVECs 的线粒体功能进行评估，发现暴露于 ECE 后，细胞内线粒体活性氧（ROS）水平显著增加，线粒体膜电位去极化，线粒体通透性转换孔（mPTP）开放程度增加，ATP 生成减少，线粒体 DNA（mtDNA）释放到细胞质中的水平增加。这些结果表明，ECE 暴露可诱导 HPMVECs 发生显著的线粒体功能障碍。
- 抑制 mPTP 开放可逆转 ECE 诱导的内皮细胞线粒体功能障碍：为了探究 mPTP 在 ECE 诱导的线粒体功能障碍中的作用，研究人员使用 mPTP 抑制剂环孢菌素 A（CsA）处理细胞。结果发现，CsA 处理显著降低了 mPTP 的开放程度，减少了 ROS 的产生，改善了线粒体膜电位去极化，增加了 ATP 的生成，降低了细胞质中 mtDNA 的水平。这表明抑制 mPTP 开放可有效逆转 ECE 诱导的内皮细胞线粒体功能障碍。
- 抑制 mPTP 开放可逆转 ECE 诱导的内皮炎症、糖萼脱落和通透性损伤：研究人员进一步研究发现，CsA 处理降低了 ECE 处理的内皮细胞培养基中 TNF-α 和 IL-6 的水平，减少了 MDA 的含量，增加了 SOD 的水平，降低了 MMP-9 和 Syndecan-1 的水平，IF 染色显示 Syndecan-1 表达增加，FITC - 葡聚糖渗漏实验表明内皮细胞通透性降低。这些结果表明，抑制 mPTP 开放可有效逆转 ECE 诱导的内皮炎症、糖萼脱落和通透性损伤。
- ECE 通过调节 AKT/GSK3β 通路促进 mPTP 开放：研究人员对相关信号通路进行研究，发现 ECE 处理导致内皮细胞中磷酸化 AKT（p-AKT）和磷酸化 GSK3β（p-GSK3β）水平降低，而 AKT 激动剂 SC79 处理可部分恢复这些蛋白的磷酸化水平，并减轻 ECE 诱导的 mPTP 开放和 mtDNA 释放。这表明 ECE 通过下调 AKT/GSK3β 通路促进 mPTP 开放。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。它明确揭示了无尼古丁电子烟的危害，即暴露于无尼古丁 ECV 会导致显著的肺组织损伤、内皮糖萼脱落和线粒体功能障碍，其机制与 AKT/GSK3β - mPTP 通路的破坏密切相关 。这一发现不仅为我们敲响了无尼古丁电子烟危害健康的警钟，更重要的是，为预防和治疗电子烟暴露相关的肺损伤和内皮功能障碍提供了潜在的治疗靶点，有望推动相关疾病防治领域的进一步研究和发展。
不过，该研究也存在一些局限性。研究仅在小鼠和细胞模型上进行，不能完全代表人类的复杂生理系统；研究缺乏实时评估内皮细胞通透性的设备；且研究主要关注短期影响，长期影响尚不明确。未来的研究需要在更复杂的系统中进行验证，如猴子等更接近人类的动物模型，甚至开展人体临床试验。同时，引入更先进的技术，如电细胞基质阻抗传感（ECIS）系统来分析内皮通透性，探索其他可能与该通路相互作用的信号通路，将有助于更全面地了解无尼古丁电子烟对健康的影响。
