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《Science》:巨噬細胞的嗅覺受體“聞”到辛醛引起炎癥反應(yīng)進而導(dǎo)致血管疾病

作者:   發(fā)布于:2023年08月09日  點擊量:893

“聞味道”似乎是鼻子的獨家專利,但近些年的研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn),擁有嗅覺受體的不僅是鼻腔的表皮細胞。這些能感知多種氣味的受體還出現(xiàn)在了皮膚、腸道等區(qū)域,在嗅覺系統(tǒng)之外發(fā)揮生理功能。近日,一項發(fā)表于《科學(xué)》的最新研究,將動脈中的嗅覺受體與心血管疾病聯(lián)系在一起:在血管壁上,巨噬細胞的嗅覺受體“聞”到氣味分子辛醛后,會引起炎癥反應(yīng),進而導(dǎo)致心臟病和動脈粥樣硬化。


拉霍亞免疫學(xué)研究所(LJI)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),巨噬細胞可以“嗅出”周圍環(huán)境并引起炎癥,增加心血管疾病與動脈粥樣硬化風(fēng)險。巨噬細胞擁有氣味受體,可以感覺血液中的辛醛(患有心血管疾病標志物,例如高 LDL 膽固醇),分泌IL-1β,促進周圍炎癥發(fā)生,產(chǎn)生動脈粥樣硬化與心血管疾病。


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對于我們的鼻子來說,辛醛是一種有著明顯氣味的分子。本文通訊作者,拉霍亞免疫學(xué)研究所的Klaus Ley教授將辛醛的氣味形容為“不新鮮的雞肉味”。而在人體中,這種分子與炎癥的關(guān)系也逐漸浮出水面。

辛醛是脂肪酸在氧化應(yīng)激的條件下,在動脈壁中由過氧化反應(yīng)形成的產(chǎn)物,事實上每個人的血液中都含有微量的辛醛。最新論文的研究團隊提出,辛醛由氧化的低密度脂蛋白產(chǎn)生,因此血液中存在心血管疾病標記物(例如低密度膽固醇水平更高)的人,血管內(nèi)的辛醛水平也更高。

在過去兩年的研究中,拉霍亞免疫學(xué)研究所的科學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn),血管壁中的巨噬細胞也含有一些能“聞”出分子的嗅覺受體;而嗅覺受體OR6A2的存在,使得這些巨噬細胞能“聞”出辛醛?!熬奘杉毎敲庖呦到y(tǒng)中的一類重要細胞,”論文第一作者Marco Orecchioni博士表示,“它們持續(xù)搜尋信號,可以說它們‘聞’出了周圍環(huán)境并作出反應(yīng)?!?/p>

為了檢驗辛醛如何最終影響到心血管疾病的患病風(fēng)險,研究團隊分別將辛醛注射至普通小鼠和刪除了Olfr2受體(相當于人類的OR6A2)基因的基因編輯小鼠的血液中。對比發(fā)現(xiàn),有Olfr2受體感知辛醛時,小鼠的炎癥更加嚴重。久而久之,動脈中甚至開始出現(xiàn)在動脈粥樣硬化中常見的損傷。

隨后的研究進一步揭示了炎癥反應(yīng)出現(xiàn)的原因:Olfr2受體“聞”到辛醛時,會誘導(dǎo)激活NLRP3炎癥小體,而后者又會生成更多的促炎性細胞因子——白細胞介素1β,加速動脈粥樣硬化。


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同時,這個信號通路的發(fā)現(xiàn),也為科學(xué)家抑制、逆轉(zhuǎn)動脈損傷提供了新思路。研究團隊對實驗小鼠使用了檸檬醛,這種檸檬味的分子可以阻斷小鼠的嗅覺受體。結(jié)果,在失去了這條信號通路后,小鼠的炎癥水平下降,心血管疾病的進程也得到逆轉(zhuǎn)。

研究者認為,這個過程同樣有可能在人體中實現(xiàn),從而阻斷OR6A2受體。“這些受體是有名的藥物靶點,”Ley教授說,“目前市場上多種藥物都是針對這種G蛋白耦聯(lián)受體起效的?!?/p>

對這些科學(xué)家來說,這項研究發(fā)現(xiàn)的不僅僅是一個潛在的心血管疾病預(yù)防途徑。除了驗證OR6A2受體在人體中的工作方式,研究團隊還對巨噬細胞上的其他嗅覺受體的功能開展研究。Orecchioni博士希望,未來可以研究嗅覺受體是否與糖尿病等代謝疾病有關(guān),“這項研究為接下來多年的研究開啟了一個全新方向。”


參考資料:

[1] Marco Orecchioni et al., Olfactory receptor 2 in vascular macrophages drives atherosclerosis by NLRP3-dependent IL-1 production. Science (2022). DOI: 10.1126/science.abg3067

[2] Katey J. Rayner and Adil Rasheed. The scent of atherosclerosis. Science (2022). DOI: 10.1126/science.abn4708

[3] Macrophages in the artery wall 'smell' their surroundings. Retrieved Jan. 13, 2022, from https://www.eurekalert.org/news-releases/939692