火灾烟雾暴露对免疫系统的单细胞水平影响:甲基化与质谱流式细胞术解析

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Nature Medicine 58.7

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  火灾烟雾暴露(含PM2.5、重金属及PFAS)严重威胁全球健康,但其免疫机制尚不明确。研究人员通过单细胞暴露组学(甲基化+质谱流式细胞术),首次揭示烟雾暴露者(n=31)存在133个疾病相关基因位点甲基化改变、免疫细胞归巢/激活标志物上调,并建立单细胞/金属结合检测法,发现汞/镉在死/活细胞中特异性富集且与暴露年限相关。该研究为精准预防提供分子靶点。

  

当人体暴露于火灾烟雾(含PM2.5、有毒金属及全氟烷基物质PFAS)时,呼吸系统(如哮喘发作)、心血管(如心肌梗死)和神经系统(如中风)疾病风险显著上升。然而,这些现象背后的细胞级机制始终成谜。

科学家们另辟蹊径,采用"单细胞暴露组学"双剑合璧——DNA甲基化分析联合高精度质谱流式细胞术(Mass Cytometry),对31名烟雾暴露者和29名对照者展开研究。结果令人震惊:133个疾病相关基因位点出现甲基化"指纹"异常,免疫细胞表面则闪烁着激活信号(归巢标志物CD62P等显著上调)。

更酷的是,团队开发了独门绝技:用质谱流式细胞术给单细胞做"金属体检"。死细胞中汞(Hg)含量飙升,活细胞和死细胞则集体"镉(Cd)中毒"。有趣的是,细胞内的汞含量竟像沙漏般记录着暴露年限。

染色体上的表观遗传"开关"(如chr11p15的甲基化位点)与免疫细胞内的金属同位素(如114Cd)产生神秘联动。这项研究如同在细胞宇宙中安装了超高清显微镜,不仅精准锁定暴露时间,更为开发"分子盾牌"对抗烟雾危害提供了GPS导航。

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