新研究：戒菸可再生保護性肺細胞

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調查結果表明，退出永遠不會太晚。 Nuttaphong Sriset / Shutterstock

我們知道，戒菸是降低風險的絕佳方法發展中的肺癌。但是直到現在，專家們還不確定為什麼會這樣。我們的最新研究研究發現，在戒菸人群中，人體實際上為呼吸道補充了正常的非癌細胞，這些細胞有助於保護肺部，從而降低患癌的風險。

當單個無賴細胞獲得稱為突變的遺傳變化時，就會發生癌症，這種變化指示該細胞忽略對其生長的所有正常限制，使其迅速復制失控。在我們的整個生命中，我們所有的細胞都以穩定的速率獲得突變- 每年每細胞約20-50個突變。幸運的是，這些突變中的絕大多數是完全無害的，不會以任何可測量的方式影響我們的細胞。

但是偶爾，突變會落在錯誤的細胞中的錯誤基因中，並將該細胞推向癌症的路徑。我們稱這些基因改變 “駕駛員突變”。為了使該細胞成為成熟的癌細胞，可能需要這些驅動程序突變中有五到十個或更多.

由於DNA測序技術的進步，我們現在能夠研究構成細胞遺傳藍圖（稱為基因組）的所有3億個DNA鹼基。通過對吸煙者和從不吸煙者的肺癌細胞DNA進行測序，我們知道吸煙會增加突變的數量。

煙草致癌物與DNA的結合受到其化學性質的影響，這意味著某些類型的突變比其他類型的突變更可能發生。對於菸草來說，突變的“簽名” 出現在基因組中，這與DNA損傷的其他原因不同。

我們的團隊對肺癌發展的最早階段很感興趣。具體而言，我們試圖了解當正常細胞暴露於菸草煙霧時會發生什麼情況。

為了對此進行研究，我們開發了從患者氣道小活檢中分離單個正常細胞，然後在培養箱中培養這些細胞以獲得足夠的DNA進行測序的方法。然後我們分析了632個細胞的基因組來自16名研究參與者，包括XNUMX名從不吸煙者，XNUMX名前吸煙者和XNUMX名目前的吸煙者（均為中年或以上）以及XNUMX名兒童。

在從未吸煙者中，我們發現細胞突變的數量隨著年齡的增長而穩定增加。因此，到某人60歲時，每個正常的肺細胞將包含約1,000-1,500個突變。這些突變是由正常的生活磨損造成的，與我們在體內其他器官中看到的突變類型相同。從不吸煙者中，只有約5％的細胞被發現有任何驅動突變。

驅動程序突變是導致細胞癌變的原因。 RAJ CREATIONZS / Shutterstock

但是目前的吸煙者的情況卻大不相同。我們發現，每個肺細胞平均比我們從不吸煙的同齡人平均多攜帶了5,000個突變。更為引人注目的是，吸煙者之間細胞之間的差異也急劇增加。

一些個體細胞具有10,000-15,000個突變，這比我們不吸煙的人預期的突變多十倍。這些額外的突變具有我們所期望的煙草煙霧中化學物質的特徵，從而證實了它們可以直接歸因於香煙。

除了突變總數的增加，我們還看到了驅動程序突變數目的大幅增加。在我們研究的所有當前吸煙者中，超過四分之一的肺細胞至少有一個驅動突變。有些甚至有兩三個。鑑於此類突變中有五到十種會引起癌症，很明顯，這些中年或老年吸煙者中的許多正常肺細胞很可能會癌變。

永遠不會太晚退出

我們最令人興奮的發現是在戒菸的人群中。我們發現前吸煙者有兩組牢房。一組有當前吸煙者中見到的數千種額外突變，但另一組基本上是正常的。正常細胞群的突變數量與我們從未吸煙者的細胞中看到的突變數量相同。

前吸煙者這一接近正常的細胞群是當前吸煙者的四倍。這表明在有人停止吸煙後，這些細胞會增加，以補充呼吸道的內層。即使在每天吸煙超過40年的前吸煙者中，我們也可以看到接近正常細胞的膨脹。

這一發現之所以如此令人興奮，是因為該組接近正常的細胞可以預防癌症。如果我們研究前吸煙者的肺癌細胞，它總是來自嚴重受損的細胞群 –不是來自正常人群。

現在，我們知道癌症風險如此顯著降低的原因是，人體會向呼吸道補充本質上正常的細胞。下一步將是確定這組細胞如何避免暴露於香煙煙霧中造成損害，以及我們如何刺激它們恢復更多。

一種可能的解釋-由過去的工作提出鼠標模型 –在腺體深處埋有一組幹細胞，這些幹細胞產生氣道分泌的粘液。與氣道表面相比，自然可以更好地保護該位置不受煙草煙霧的影響。

就目前而言，我們的研究重申，無論年齡多大，停止吸煙不僅會減慢進一步損害的積累，而且還能喚醒尚未受到過去生活方式選擇損害的細胞。

Sam Janes，呼吸醫學教授， UCL 和癌症，衰老和體細胞突變負責人Peter Campbell， 惠康信託桑格研究所

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