“聞味道"似乎只有鼻子能做到,但近些年的研究陸續發現,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在了皮膚、腸道等區域,在嗅覺系統之外發揮生理功能。近日,一項發表于《科學》的最新研究,將動脈中的嗅覺受體與心血管疾病聯系在一起: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,進而導致心臟病和動脈粥樣硬化。
拉霍亞免疫學研究所(LJI)的科學家發現,巨噬細胞可以“嗅出"周圍環境并引起炎癥,增加心血管疾病與動脈粥樣硬化風險。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,促進周圍炎癥發生,產生動脈粥樣硬化與心血管疾病。
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系也逐漸浮出水面。
辛醛是脂肪酸在氧化應激的條件下,在動脈壁中由過氧化反應形成的產物,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,血管內的辛醛水平也更高。
在過去兩年的研究中,拉霍亞免疫學研究所的科學家相繼發現,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。“巨噬細胞是免疫系統中的一類重要細胞,"論文第一作者Marco Orecchioni博士表示,“它們持續搜尋信號,可以說它們‘聞’出了周圍環境并作出反應。"
為了檢驗辛醛如何最終影響到心血管疾病的患病風險,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。對比發現,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出現的原因:Olfr2受體“聞"到辛醛時,會誘導激活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。
同時,這個信號通路的發現,也為科學家抑制、逆轉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。
研究者認為,這個過程同樣有可能在人體中實現,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蛋白耦聯受體起效的。"
對這些科學家來說,這項研究發現的不僅僅是一個潛在的心血管疾病預防途徑。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,“這項研究為接下來多年的研究開啟了一個全新方向。"