Air Pollution Linked To Clogged Arteries
Science Daily — 您有高膽固醇（cholesterol）的困擾嗎？那麼您應該要遠離空氣污染的地方，因為來自美國南加州大學的科學家發現了另一個讓人意想不到的原因．．．
圖1. Diesel exhaust smoke emissions. (Credit: iStockphoto/Jonathan Eastland)
來自美國南加州大學科學家的研究中指出，柴油燃料在燃燒過後所排放出來的氣體會導致動脈逐漸的硬化或演變成動脈硬化症（atherosclerosis）的疾病，而且會很顯著的增加人們罹患心臟病或中風的機率。這項研究已經發表在 2007 年 7 月 26 日的《Genome Biology》期刊當中，這項發現也是第一次針對了懸浮在空氣污染中細小的粉塵顆粒與動脈阻塞脂肪（artery-clogging fats）聯手共謀使基因發生改變而引發血管發炎以及導致心血管疾病的研究。
圖2. 柴油卡車所排放出來的柴油廢氣
「簡單的數學，當一加一時，答案通常等於二，」位在 UCLA，David Geffen 醫學院奈米醫學主任，同時也是加州奈米系統研究所研究員的 André Nel 博士這樣說到。「但是我們發現當柴油顆粒與膽固醇脂肪加在一起的時候，所得到的答案卻是三。它們共同聯手創造出了一個危險的偕同作用，造成心血管方面相當嚴重的破壞，這個破壞遠比單獨面對柴油燃料或是膽固醇時還來得嚴重。」
研究人員設計了一個方法來研究柴油燃料所排放的廢氣顆粒與低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）─ 這種膽固醇被稱為 “壞” 的膽固醇，因為它對動脈有害 － 之間的交互作用。
圖3. 膽固醇結構
圖4. LDL（低密度脂蛋白）與 HDL（高密度脂蛋白）結構
圖5. LDL 與 HDL 對血管硬化的影響
研究小組尤其對氧化過程的發生特別感興趣 ─ 細胞或組織遭受破壞的結果通常是因為暴露在自由基（free radicals）這種分子之下所導致 ─ 因為氧化過程也是產生發炎現象及動脈疾病的貢獻者之一。自由基會透過漂浮在污染空氣中的小分子而進入體內，這也是一些相當平凡的程序當中的副產物，就如同將食物代謝轉化成為能量的過程一般。
「柴油顆粒表面附著的化學物質中便存在有自由基，而在 LDL 膽固醇脂肪酸在細胞內的代謝過程中也會產生自由基，」來自 UCLA 心臟生物學研究人員，也是本論文第一作者的 Ke Wei Gong 這樣說到。「我們想要知道當這兩種氧化來源碰在一起時究竟發生了什麼事。」
圖6. 柴油顆粒中所含有的化學物質。（圖片來源：http://venda.uku.fi/research/aerosol/pics/diesel_part.jpg）
科學家們將污染源與氧化過的脂肪酸合在一起，並將其與人類血管細胞一起培養。經過數小時之後，再從這些細胞當中萃取出 DNA 進行基因分析。
「我們觀察到了柴油顆粒與氧化的脂肪酸聯手活化基因並促使細胞內產生發炎效應 － 這也是動脈硬化症主要的風險因子，」UCLA 醫學係助理教授 Jesus Araujo 博士這樣說到，他也是 Geffen 醫學院環境心臟學系主任。
圖7. 動脈硬化發展圖。（圖片來源：http://health.yahoo.com/topic/heart/symptoms/article/mayoclinic/C936B7C7-A2C5-4D7C-9E8FDE652848AF7B）
「顆粒與膽固醇的交互作用留下了一個基因足跡（genetic footprint），也因此揭露了這些交互作用究竟為何，同時也能瞭解這對血管而言有什麼阻礙，」Araujo 說到。
為了能在活細胞中複製這項發現，UCLA 團隊將高膽固醇老鼠暴露在充滿柴油顆粒的環境下，觀察在動物組織中相同基因組的部分的活化現象。
「空氣污染對於如何引起心血管的損害的確很難瞭解，」Nel 說到。「但我們知道這些帶有化學物質的顆粒的確會在鼻子或肺部組織中造成發炎及損害其組織。血管發炎導致膽固醇沈積而堵塞血管，它會引起血管拴塞而觸發心臟病與中風的發生。」
研究人員下一步的計畫是將污染－膽固醇合併在一起所造成的基因回應轉換成可以協助醫生用來評估身體是否健康的生物標記，特別是針對心血管疾病。
「一旦開發生物標記，我們便可以輕鬆的透過血液樣本來量測與決定暴露在懸浮微粒下的這些人是不是已經達到需要進行醫學治療的階段，」Araujo 說到。
根據美國癌症協會的報告中指出，當懸浮微粒每立方公尺增加十微克時，因心臟與肺部相關疾病而死亡的數目會增加 6 個百分點。
「我們的結果在於強調以防範心血管疾病的角度來說，控制空氣污染是相當重要的！」Gong 說到。
本研究團隊的研究人員來自南加州微粒中心（Southern California Particle Center）裡各個領域的專家，包含奈米醫學、心臟學與人類基因學等等。其他共同作者包含有來自 UCLA David Geffen 醫學院的 Ning Li，Berenice Barajas 以及 Aldons J. Lusis；以及來自 UCLA 公共健康學校的 Wei Zhao 及 Steve Horvath；加州大學的 Michael Kleinman 與 USC 的 Constantinos Sioutas。
Grants from the National Institute of Environmental Health Sciences; the National Institute of Allergy and Infectious Diseases; the National Heart, Blood and Lung Institute; the U.S. Environmental Protection Agency; and the Robert Wood Johnson Foundation supported the study.
Note: This story has been adapted from a news release issued by University of California - Los Angeles.
原始報導：
1. ScienceDaily：Air Pollution Linked To Clogged Arteries
2. UCLA NEWS：UCLA Study Links Air Pollution to Clogged Arteries
原始文獻：
Research
Air pollutant chemicals and oxidized lipids exhibit genome wide synergistic effects on endothelial cellsGong KW, Zhao W, Li N, Barajas B, Kleinman M, Sioutas C, Horvath S, Lusis AJ, Nel AE, Araujo JA
Genome Biology 2007, 8: R149
(26 July 2007)
[Abstract] [Provisional PDF]