接触香烟烟雾与慢性阻塞性肺病（COPD）的发展和严重程度有关，慢性阻塞性肺病是全球第三大死因。

每支香烟烟雾中含有 2 至 3 微克镉，这是一种剧毒金属，也是环境污染物。燃烧烟草会释放氧化镉，氧化镉可以吸附在烟雾中的微粒上，并深入肺部。此外，身体无法清除长期吸烟者体内积聚的镉。

在《科学报告》的一项研究中，阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员展示了低剂量的镉如何对肺上皮细胞产生有害的应激，他们的发现强调了镉暴露和随后的肺损伤中需要探索的潜在治疗靶点。

该研究由 UAB 医学系教授 Veena Antony 医学博士领导，重点关注 microRNA-381 以及肺组织样本和气道上皮细胞中名为 ANO1 的氯离子通道基因的表达。ANO1有助于在气道中产生粘液；但慢性肺部疾病中粘液产生过多会导致气道增厚和粘液堵塞，从而加剧疾病的严重性。因此，ANO1 的过度表达会加剧 COPD。

UAB 研究人员比较了 9 名零吸烟史的“从不”吸烟者的肺组织样本，以及 13 名患有慢性阻塞性肺病（COPD）的“曾经”吸烟者的肺组织样本，每人吸烟史为 15 至 25 包年。 。一包年通常定义为每天吸一包烟，持续一年。研究人员发现，与“从不”吸烟者相比，“曾经”吸烟者的气道上皮细胞中 ANO1 表达上调。

类似地，来自一名非 COPD 受试者和一名患有 COPD 的吸烟者的支气管肺泡灌洗液中的气道上皮细胞在 COPD 受试者细胞中显示出更高的 ANO1 表达。

研究人员接下来测试了极低剂量的镉对正常人类气道上皮细胞的直接影响。这些细胞在气液界面上生长，使气道细胞能够正常分化。液层中暴露于 0.5 或 1.0 微摩尔氯化镉两周，ANO1 表达增加 12 至 14 倍。

MicroRNA 能够通过与基因的 mRNA 序列直接相互作用来下调该基因的表达。UAB团队使用计算机软件分析确定microRNA-381是与ANO1 mRNA相互作用最多的microRNA，表明microRNA-381是ANO1的负调节因子。已知一些重金属会对 microRNA 产生负面调节。

Antony及其同事使用一种合成的microRNA-381抑制剂来抑制来自COPD受试者的原代人气道上皮细胞中的microRNA-381表达，发现ANO1表达显着上调。相反，添加 microRNA-381-mimic -；一种合成 RNA，其作用类似于 microRNA-381，可增加负调节量 -；这些细胞的 ANO1 表达减少。这些结果强化了 UAB 研究人员的前提，即镉负向调节 microRNA-381 表达，从而上调气道上皮细胞中 ANO1 的表达。

最后，研究人员发现，即使来自 COPD 受试者的原代人气道上皮细胞也暴露于 1 微摩尔氯化镉，microRNA-381 抑制剂仍然上调 ANO1，而模拟物仍然下调 ANO1。

我们对上皮细胞低剂量镉暴露实验的观察结果表明，ANO1 是 miR-381 的直接靶标，miR-381 在低剂量镉暴露后下调。因此，香烟引起的镉毒性可能会在极低浓度下改变细胞稳态机制，而患有肺部疾病的人接触镉可能会产生附加或不利影响，增加对感染和环境过敏原的易感性。

镉、microRNA-381 和 ANO1 的这种相互作用表明，microRNA 可能作为潜在的治疗靶点，在镉暴露和随后的肺损伤中需要进一步探索。”

Veena Antony，医学博士，UAB 医学系教授