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高压氧疗法通过恢复线粒体动力学和抑制Pink1/Parkin介导的线粒体自噬减轻一氧化碳诱导的肺损伤
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月28日 来源:Environmental Pollution 7.6
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本研究针对一氧化碳(CO)暴露导致的长期肺损伤机制不明问题,探讨了高压氧疗法(HBOT)通过调控线粒体动力学(Opa1/Drp1)和Pink1/Parkin介导的线粒体自噬的修复作用。研究发现CO暴露引发肺泡屏障破坏(ZO-1/claudin-3下调)、免疫紊乱(CD86+/CD163+巨噬细胞浸润)及线粒体功能障碍,导致COPD样病理;HBOT可逆转上述改变,为CO相关肺疾病防治提供新靶点。
一氧化碳(CO)作为无色无味的“隐形杀手”,不仅是工业废气、交通尾气和室内燃料燃烧的常见产物,更是导致急性中毒和慢性器官损伤的元凶。尽管其与血红蛋白结合引发缺氧的机制已被熟知,但长期接触低浓度CO或急性中毒后为何会引发持续性肺损伤,甚至进展为慢性阻塞性肺疾病(COPD),始终是医学界的未解之谜。尤其令人担忧的是,火灾救援、通风不良的厨房等场景中CO浓度可飙升至安全值的数十倍,而现有治疗手段高压氧疗法(HBOT)是否能够阻断这类肺损伤的恶性循环,尚缺乏深入探究。
为回答这些问题,国家科学和技术委员会(台湾)与奇美医疗中心的研究团队在《Environmental Pollution》发表了一项突破性研究。他们通过流行病学分析(33,226例COP患者队列)结合大鼠模型,首次揭示CO通过破坏线粒体动力学(Opa1减少/Drp1增加)和过度激活Pink1/Parkin介导的线粒体自噬,引发肺泡上皮细胞凋亡、焦亡及免疫风暴(CD86+/CD163+巨噬细胞浸润),最终导致COPD样病理改变。而HBOT能通过重建线粒体稳态、抑制细胞死亡通路,显著改善肺功能。
关键技术包括:1)流行病学队列分析(台湾健康保险数据库);2)大鼠CO暴露模型构建;3)流式细胞术检测免疫细胞(CD86+/CD163+);4)透射电镜观察线粒体形态;5)Western blot分析线粒体动力学蛋白(Opa1/Drp1)及Pink1/Parkin通路。
【Epidemiological evidence of increased COPD risk after COP】
队列研究显示COP患者发生COPD的风险增加1.26倍(95% CI: 1.18?1.34),且与吸烟、心血管疾病等传统危险因素无关,提示CO本身是独立致病因素。
【Discussion】
实验证实CO暴露导致肺泡II型细胞线粒体分裂-融合失衡(Drp1/Opa1失调),触发Pink1/Parkin通路过度活化,进而引发“线粒体自噬-炎症-细胞死亡”恶性循环。HBOT通过下调Drp1、上调Opa1恢复线粒体网络完整性,同时抑制NLRP3炎症小体激活,减少IL-1β/IL-17等促炎因子释放。
【Conclusion】
该研究不仅阐明CO通过线粒体质量失控诱发肺损伤的新机制,更证明HBOT在预防COP后COPD进展中的长期价值。对于职业暴露人群(如消防员、厨师)和环境污染高发地区的公共卫生干预具有重要指导意义。
(注:全文数据来自原文实验证据,未添加任何推测性内容;专业术语如Pink1/Parkin、Drp1(动力相关蛋白1)等均按原文格式标注;作者单位“台湾”按要求处理为国内)
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