미세먼지는 면역 체계 기능을 최대로 손상시킵니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12773(2023) 이 기사 인용

378 액세스

10 알트메트릭

측정항목 세부정보

산업 자원과 자동차에서 생성되는 공기 중 미립자 물질은 전염병에 대한 감수성 증가와 관련이 있으며 면역 체계의 세포에 의해 인식되는 것으로 알려져 있습니다. PM에 의해 면역 세포에서 유도된 유전자 발현 프로파일의 분자 메커니즘 및 변화는 완전히 지도화되거나 체계적으로 통합되지 않았습니다. 여기서는 거친 입자상 물질(PM10)에 노출된 후 인간 말초 혈액 단핵 세포의 mRNA 프로파일을 분석하기 위해 RNA-seq를 사용합니다. 우리의 분석에 따르면 PM10은 사이토카인과 케모카인의 증가로 인한 전염증 상태의 활성화를 포함하여 면역 세포에서 1,196개 유전자의 발현을 재프로그램할 수 있는 것으로 나타났습니다. IL-36 신호 전달 경로의 활성화와 호중구 및 단핵구 모집에 관여하는 케모카인의 상향 조절은 PM 노출 시 염증 메커니즘을 제시하는 반면, NK 세포 모집 케모카인은 억제됩니다. PM 노출은 또한 염증 경로(예: JUN, RELB, NFKB2 등)와 관련된 전사 인자를 증가시키고 RNases 및 병원체 반응 유전자인 CAMP, DEFAs, AZU1, APOBEC3A 및 LYZ의 발현을 감소시킵니다. 유전자 조절 및 신호 전달 경로에 대한 우리의 분석은 PM이 항바이러스 반응 및 병원체에 대한 일반적인 숙주 방어와 관련된 면역 세포 기능의 조절 장애에 역할을 한다는 것을 시사합니다.

대기 오염은 전 세계적으로 계속해서 공중 보건 위기가 되고 있으며, 대부분의 사람들은 유해한 오염 물질에 노출되어 있으며 매년 660만 명 이상의 사망을 초래하고 있습니다. 높은 인구 밀도, 연료 사용 및 산업 성장은 오염 수준 증가와 관련되어 인간 건강에 심각한 결과를 초래합니다1. 입자상 물질(PM)로 인한 것과 같은 대기 오염물질이 건강에 해로운 영향을 미치는 것은 널리 보고되었습니다. 특히 폐질환(즉, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 천식, 호흡기 감염 질환 및 암), 심혈관 및 신경 질환, 심지어 신생아 관련 문제까지 PM 노출과 관련이 있습니다2,3,4,5,6. 기본 메커니즘은 아직 불분명하지만 산화 스트레스, 조직 손상, 유전 독성, 혈관 변화 및 이러한 오염 물질에 의해 유발된 기도 염증과 관련될 수 있습니다7,8,9.

입자상 물질 PM10(직경 10μm 미만)은 대기 중 주요 오염 물질 중 하나입니다. 물리적-화학적 특징은 강력한 염증 반응을 유도하여 심각한 유해 효과를 생성합니다7. 이전 연구에서는 PM10이 염증복합체 활성화, 세포 모집 및 IL-1β, IL-6, IL-8 및 TNF-α10과 같은 염증성 사이토카인의 생성 증가와 관련된 메커니즘을 통해 염증을 유발할 수 있음을 입증했습니다. 또한, 이러한 대기 오염 물질에 대한 인간의 반응을 이해하기 위한 더 나은 모델인 일차 인간 세포에서 우리는 최근 PM10이 호중구 활성화, 망증, 전염증성 사이토카인 방출 및 쥐 폐의 호중구 침윤을 유도한다고 설명했습니다. 또한 입자상 물질은 IL-17A와 염증성 γδ T 세포를 통해 과민반응과 염증을 유발합니다. NK 세포는 Tim-1 및 PD-L1 억제 분자를 발현하고 IL-17A 생산 및 γδ T 세포의 확장을 조절함으로써 면역 효과를 제어하는 ​​조절 메커니즘을 활성화할 수 있습니다. 따라서, 입자상 물질의 유해한 영향을 보호하는 데 있어 NK 세포의 중요한 역할을 제시합니다12.

PM10 노출에 의해 유발된 이러한 염증 반응은 천식 및 COPD를 포함한 호흡기 질환을 악화시키는 것과 관련이 있습니다2,13. 변경된 면역 반응에는 PM 노출 후 항균 반응 감소와 조직 항상성 상실도 포함되어 호흡기 감염 및 임상 합병증의 위험이 증가합니다14,15. 이와 관련하여 PM10은 폐 면역 기능을 변경하여 폐렴 취약성을 증가시킬 수 있습니다16. 면역 반응의 이러한 변화는 세포 기능 장애 또는 β-데펜신 및 카텔리시딘을 포함한 항균제의 비정상적인 생산에 의해 매개될 수 있으며, 이는 미생물 군집화의 위험을 증가시킵니다17. 항바이러스 반응은 또한 PM에 노출되면 변경되어 오염 물질에 노출된 사람들의 제2형 인터페론이 감소하여 바이러스 감염에 대한 취약성이 증가할 수 있습니다18.