2023年8月24日北京时间12点,日本福岛第一核电站启动核污染水排海。
带着60多种放射性元素的核污水滚滚涌入海里,将海面划分成深浅两种颜色,没有人会想到,12年前的一场大地震,余波至今还在回荡,未来也不会平息。
中国作为离日本最近的国家之一,福岛核污水到底离我们有多远?
清华大学团队对福岛核污水在大洋里的扩散进行了模拟,研究发现在排放后240天就会到达我国沿岸海域,1200天后将到达北美沿岸并覆盖几乎整个北太平洋。
核污水的排放不是一时一刻,不是一月一年,日本政府计划用至少30年将产生的核污水倾泻进海洋。这与我们的生活息息相关。
一、处在风暴中心的福岛人民还好吗?1.妈妈:他是个特别懂事的孩子,要是身体健康多好啊。
2020年2月日本公布的居民健康调查显示,福岛县青少年甲状腺癌的发病率激增至118倍,相当于每100万人就有236人患病。
哪怕是到现在,福岛人民仍未曾走出来,癌症的魔手紧紧桎梏住他们想要正常生活下去的心。
小患者还记得被诊断出罹患小儿甲状腺癌的那一刻,东京电力公司非常决绝的话语:“你的甲状腺癌和福岛核事故没有任何关系”。这话的伤害犹如一把尖刀扎进他本不成熟的心里。而母亲当时无助流下眼泪的那一幕,更是死死抵住刀把,让伤口无法愈合。
对此,福岛共同诊疗所院长布施辛彦却有不同看法:福岛的小儿甲状腺癌发病率特别高,这明显是不合理的,除了核事故,我找不到其他原因。
2.渔民:他们不懂大海。
福岛县新地町距离福岛第一核电站大约50公里,地理位置优越,不少家庭世代以捕鱼为生。谁也想不到,福岛核泄漏后,他们的生活会发生天翻地覆的变化:从福岛的海上捕来的鱼频发出现核辐射超标,今年的平鲉鱼更是超标了180倍。
面对本就不好的市场,71岁的本地渔民小野春雄颇显愤怒道:“福岛渔民都反对排放核污水,毒就是毒,就不应该入海。无法想象以后怎么出海捕鱼,就算捕上来的鱼,也没有勇气再卖给顾客了。”
这座昔日炊烟袅袅的小渔村,随着民众陆陆续续的离开,人口从7600人仅剩下50位渔民。或许随着核污水消融在海洋,它也会渐渐黯淡在时光里。
二、核污水到底有什么危害?日本部分媒体报导中,会用核废水混淆视听,但其实核废水和核污水是两种完全不一样的东西。
核废水是核电站正常产生的废水,严格处理后是可以通过管道排出的。而核污水指的是事故中直接接触反应堆放射性物质的水,具有高度放射性,排放到海洋会给生态带来严重影响。
而福岛的核污水含有60多种放射性物质,例如氚、碳-14、碘-129等,其中很多放射性物质根本没有有效的处理方法。2020年国际环保组织发布《东电福岛第一核电站污染水危机》调查报告,指出日本政府所谓的经过处理后达标可排的核污水,不仅不能去除放射性氚和碳-14,也不能完全去除其他放射性同位素,如锶-90、碘-129和钴-60等。
《科学美国人》月刊早在2014年发表的文章就指出摄入氚会增加癌症风险。除此之外,锶-90被世界卫生组织列入一类致癌物清单,可以导致白血病;碘-129容易导致甲状腺癌;钴-60具有极强的辐射性,会严重损害人体血液内的细胞组织,引起血液系统疾病,严重的会使人患上白血病(血癌),甚至死亡。
中国海洋法学会会长高之国表示,这些放射性元素进入海洋后,对生态造成的影响不可估量。如碳-14的半衰期超过5000年,碘-129的半衰期更长,它们会在海洋生物体内高浓度聚集,形成长期隐患。
而随着这些放射性元素进入海洋,藻类会用它们合成蛋白有机物,然后虾和鱼再把藻类吃掉,随着食物链一步步逐渐沉积。而当我们食用海产品时,就可能会把蛋白中的放射性物质引导体内,从而诱发放射病,增大患癌症等疾病的风险。
三、当前环境下,我们要注意些什么?随着日本政府一意孤行的核污水排放,我们国家的海关总署也发布公告全面暂停进口原产地为日本的水产品。这为我们打下了第一道防线。
但在日常的生活中,并不仅仅只有水产品,广州海关进出口食品安全处的专家提醒,在购买日本进口食品的时候也需要多留一个心眼,可以“三看”辨别选购。一看有无中文标签,正规进口产品都有这一张“小说明书”。二看有无海关出具给商家的检验检疫证明,证明记载了原产地、生产日期等详细信息。三看进口食品准入情况,可以登录我国海关总署网站查询,只有评估备案过的才是可靠产品。
对于女生来说,肯定会关注日系化妆品还能用吗?其实根据我国《海关法》《放射性污染防治法》规定,海关依法对各类海关监管对象开展核辐射监测,所以正规渠道购买的化妆品还是安全可靠的,但最好还是避免购买含有海洋原料如海藻、鱼胶原蛋白的产品。除此之外,实在担忧的话,儿童、孕妇和免疫力低下人群也可以暂时避免购买日系化妆品。
时代的车轮滚滚向前,面对已成定局的核污水排放,没有谁能猜想车轮最终会滚向何方,但想必不会是比昨天更好的明天。
参考资料:
[1]《福岛的记忆》.央视网.2023-06-30
[2]《福岛悲歌:原本渔业发达好地方,如今不敢卖鱼给人吃|凤凰聚焦》.凤凰卫视.2023-07-07
[3]《日本计划17天排放7800吨核污水,清华模拟结果:或240天到达我国沿海》.中央政法委长安剑.2023-08-23
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许多线粒体成分和代谢产物可以作为损伤相关分子模式(DAMP)发挥作用,并在释放到细胞溶胶或细胞外环境时促进炎症。通常有几种保护措施可以防止线粒体引起有害的炎症反应,包括通透性线粒体的自噬处理。本文讨论了线粒体控制炎症反应的分子机制、控制线粒体驱动炎症的细胞途径以及由线粒体DAMP引起的失调炎症反应的病理后果。
在Nature Reviews Immunology杂志上发表了一篇名为“Mitochondrial control of inflammation”的文章,讨论了MTDAMP引发炎症的分子机制、线粒体控制炎症过程的信号转导级联以及线粒体的调节人类疾病中的炎症的相关性。这一点尤其重要,因为生物医学研究的多个领域已经开始认识到疾病中失调炎症的影响,而且还认识到线粒体靶向药物目前正用于特定肿瘤的临床治疗,这对癌症免疫治疗的进一步发展具有相当大的作用。
线粒体可能在控制炎症反应中发挥重要作用,至少有三个原因。首先,线粒体被认为是祖先α蛋白细菌(现代革兰氏菌的祖先)的进化残留物,一些线粒体成分与细菌分子有相当大的相似性,表明它们可作为PRR配体发挥作用。其次,线粒体有两层膜——线粒体内膜(IMM)和线粒体外膜(OMM)——它们共同提供了一个双重控制层,将线粒体DAMP(MTDAMP)与其同源PRR分离。第三,线粒体在调节性细胞死亡(RCD)的凋亡和坏死形式的控制中起着重要作用,最终涉及不可逆的线粒体通透性。因此,线粒体提供了一个独特的平台,在无法适应细胞应激的情况下,进行湿重分布、PRR信号和炎症,最终目标是诱导先天性和适应性免疫反应,以支持机体内稳态。图1:线粒体调节细胞死亡。
mtDAMP信号通路
研究团队已经确定了线粒体功能障碍引发炎症反应的几种信号转导级联,包括(但不限于)通过环GMP-AMP合酶(cGAS)和干扰素反应刺激因子cGAMP相互作用子1(STING1)的细胞内信号,由线粒体DNA(mtDNA)激活,并通过炎症小体,由线粒体DNA和活性氧(ROS)诱导。线粒体DNA在cGAS和STING1参与时,尤其是在凋亡半胱天冬酶激活有限的情况下能够驱动有力的炎症反应。
除了作为一种有效的cGAS激动剂外,胞浆线粒体DNA还可以驱动炎症体的激活,炎症体是激活半胱天冬酶1(CASP1)、CASP4和CASP5的超分子平台。线粒体DNA和线粒体ROS是炎症小体激活的主要抑制因子,是在多个节点处与调节RCD的分子机制相交的复杂途径的核心。
线粒体DNA和其他线粒体成分也可以通过不同于CGA和炎症小体的各种PRR引发炎症反应。总之,许多线粒体成分和产物可以通过各种机制促进炎症。这种在炎症反应控制中的优先地位是否反映了线粒体的进化起源仍有待正式确定。不管这种可能性如何,真核细胞已经进化出一系列机制来控制线粒体引起的炎症反应。
图2:线粒体DAMP信号的主要机制。
mtDAMP信号的调节
由于MOMP参与多种生理过程,包括细胞分化、胚胎和胚后发育,以及维持成人组织内稳态,因此已经形成了许多保护措施来防止不必要的线粒体驱动性炎症。本文描述了凋亡和自噬在生理环境中抑制由线粒体潜在驱动的炎症反应的机制。图3:凋亡和自噬在抑制线粒体引起的炎症反应中的作用。
亚致死性MOMP激活强大的线粒体吞噬反应,通过溶酶体处理通透性或其他功能失调的线粒体,这限制了线粒体成分(包括线粒体DNA和活性氧)的可用性,用于PRR信号或在RCD时释放到细胞外微环境。与此相一致,自噬抑制或溶酶体降解受损的药理学或遗传策略一直与通过cGAS、炎症体和TLR9的信号增加相关,这是由于细胞溶胶中MTDAMP的可用性增加。选择性抑制线粒体吞噬(而不是一般的自噬)的实验方法也获得了类似的结果,包括删除关键的线粒体噬基因Pink1和Prkn,给予棕榈酸和肿瘤坏死因子刺激。
综上所述,这些观察揭示了一个完善的系统,其中自噬(特别是线粒体吞噬)阻止启动,并有利于抑制由线粒体驱动的炎症反应,而线粒体需要线粒体噬抑制(可能涉及CASP1)依赖性PRKN降解加上前馈回路,将强大的炎症小体激活连接回加重的线粒体功能障碍),以无限制地进行。相反,在免疫原性细胞死亡过程中,为了获得最佳的ATP分泌(以及随后的免疫刺激),需要进行一般自噬,这在很大程度上反映了熟练的自噬反应保持细胞内ATP水平的能力(而不是自噬对线粒体的直接影响)。图4:有丝吞噬变阻器在控制线粒体驱动的炎症中的作用。
疾病中的mtDAMP信号
失调的mtDAMP信号可能具有致病性,并以两种相反的方式积极促进人类疾病的病因:由mtDAMP驱动的炎症反应可能变得不成比例,从而形成具有(明显或不太明显)炎性成分的疾病;或者这种炎症反应可能效率很低,最终导致感染性或肿瘤性疾病的出现或持续。
治疗前景
线粒体长期以来一直被认为是(至少某些形式的)RCD的主要调节器,但从各种实验环境中积累的证据表明,伴随RCD的线粒体功能和结构完整性的破坏也与维持组织内稳态的炎症反应密切相关。与此一致,线粒体成分或产物引起的炎症反应的解除调控已被证明会导致许多人类疾病,从过度炎症引起的疾病到低效炎症反应引起的疾病。重要的是,这些疾病中的大多数(如果不是全部的话)都是通过针对炎症效应期的治疗干预措施进行临床治疗的。相比之下,很少有人关注通过线粒体靶向剂调节炎症的可能性,这可能反映了该领域研究的新颖性以及针对线粒体功能的相对较少的药理学干预,尤其是患者的MOMP和MPT。
目前,只有一种直接靶向MOMP分子机制的药物获准用于人类,即选择性BCL-2抑制剂venetoclax(目前用于治疗某些血液系统恶性肿瘤,正在对其他肿瘤(包括一些实体瘤)进行临床评估)。venetoclax和navitoclax都有望通过阻断MOMP来促进炎症反应,从而支持抗癌免疫,它们已经被开发出来,目前被用作或正在测试作为细胞毒性药物。类似的考虑适用于使用药理BAX激活剂启动MOMP,这也处于临床前开发阶段,以克服癌症中的凋亡抵抗。BAX抑制剂正被开发为治疗心血管疾病的细胞保护剂。虽然这些药物有望限制MOMP,从而减少由线粒体引起的炎症反应,但最近的发现提出了一种有趣的可能性,药理性BAX抑制剂可加速由MOMP驱动的线粒体DNA释放(在对半胱天冬酶激活动力学没有重大影响的情况下),可能为在半胱天冬酶之前诱导cGAS信号提供一个窗口,这一假设有待实验验证。
环孢菌素A也被批准用于人体。有趣的是,环孢素A通常被用作一种免疫抑制药物,用于治疗自身免疫性疾病和预防移植排斥反应,主要是基于其结合PPIF的能力,与胞浆蛋白PPIA类似,通过阻断钙调磷酸酶最终导致淋巴细胞抑制。然而,至少在潜在情况下,环孢菌素A的部分免疫抑制作用可能来自MPT抑制以及由此抑制由通透性线粒体驱动的炎症反应,这一可能性尚未得到正式解决。
总之,虽然线粒体是炎症的主要调节因子,但需要进行更多的研究来解决悬而未决的问题并克服现有的障碍,最终目标是将线粒体功能作为控制患者炎症反应的手段。另外,用于临床的自噬的特定药理调节剂仍然难以捉摸,用于治疗肝硬化的临床试验中引入的半胱天冬酶抑制剂似乎已经停滞不前。尽管有这些困难,但本文推测,对线粒体功能障碍与细胞内和细胞外信号传递之间联系的分子机制的更好理解将最终解锁线粒体的发育,对研究用于控制炎症的靶向药物有巨大作用。
教授简介:
Lorenzo Galluzzi
Lorenzo Galluzzi(出生于1980年)目前是威尔·康奈尔医学院放射肿瘤学系的细胞生物学助理教授,耶鲁医学院皮肤病学系名誉助理教授,威尔·康奈尔医学院医学研究生院细胞与发育生物学助理教授,以及费拉拉大学生物医学科学与生物技术研究生院、帕多瓦大学药理学研究生院的教员。
Lorenzo Galluzzi因在细胞死亡、自噬、肿瘤代谢和肿瘤免疫学领域的重大实验和概念贡献而闻名。特别是,他深入了解了癌细胞的适应性应激反应与化疗和放射治疗中临床相关肿瘤靶向免疫反应激活之间的联系。他在国际同行评审期刊上发表了500多篇科学文章。根据《实验室时报》发布的一项调查,他是30位被引用最多的欧洲细胞生物学家中最年轻的一位(2007-2013年),2016年(生物学和生物化学)、2018年(跨领域)、2019年(免疫学和分子生物学与遗传学),他被Clarivate Analytics(前汤姆森·路透社)提名为高引用率研究员,2020年(免疫学和分子生物学与遗传学)和2021(免疫学、分子生物学与遗传和药理学/毒性,这一荣誉仅与全球其他22位科学家共享。
LorenzoGalluzzi目前担任四种期刊的主编:肿瘤免疫学(于2011年共同创办)、《细胞和分子生物学国际评论》、《细胞生物学方法》和《分子和细胞肿瘤学》(于2013年共同创办)。此外,LorenzoGalluzzi目前担任《微生物细胞和细胞应激》的创始编辑、《细胞死亡与疾病与衰老》的副编辑、《细胞》的部分编辑,以及《酶学方法》的客座编辑。
参考文献:
Marchi, S., et al., Mitochondrial control of inflammation. Nat Rev Immunol, 2022.
程序性细胞死亡,也称为凋亡,是一种高度调控的细胞死亡过程,在生物体内扮演着重要的角色。本文将深入介绍程序性细胞死亡的基本概念、调控机制、生理功能以及与疾病的关系,旨在帮助读者更好地理解这一生命过程。生命的基本特征之一是细胞不断地死亡和再生。
程序性细胞死亡通常简称为凋亡,是一种主动、高度有序的细胞死亡过程,与非程序性细胞死亡(如坏死)不同。凋亡是一种精确的机制,细胞根据内外部信号有序地自毁,以维持生态平衡。在本文中,我们将深入研究程序性细胞死亡的基本概念、调控机制、生理功能以及与疾病的关系,以期更好地理解这一生命过程。
·一、程序性细胞死亡的基本概念。细胞自毁的机制:程序性细胞死亡是一种主动的、高度有序的细胞死亡过程,通过特定的生化和细胞学过程实现细胞自毁。
凋亡的特征:凋亡表现出一系列特征,包括细胞体积缩小、核形态变化、DNA断裂、内溶酶体活化以及细胞膜的变化等,这些特征有助于区分凋亡与坏死。
·二、程序性细胞死亡的调控机制pore。凋亡信号通路:凋亡信号通路涉及一系列分子事件,包括受体激活信号转导、凋亡相关基因的表达和执行凋亡的执行器蛋白激活。细胞因子和凋亡调控,细胞因子如细胞因子TNF-a、凋亡诱导因子FasL等在调控凋亡中发挥重要作用。
它们可以激活凋亡信号通路。凋亡与抗凋亡之间的平衡:细胞内存在着凋亡与抗凋亡之间的平衡,一方面细胞会受到外界或内部刺激诱导凋亡,另一方面细胞会通过抗凋亡机制来抵抗凋亡信号。
·三、程序性细胞死亡的生理功能。维护生态平衡:程序性细胞死亡有助于维护生态平衡,通过清除老化、受损或异常的细胞,防止异常细胞扩散和损害组织的健康发育和组织塑造:在胚胎发育和组织塑造过程中,凋亡是一种常见的现象,有助于形成正确的组织结构和器官。
·四、程序性细胞死亡与疾病的关联。癌症:凋亡的异常调控与癌症的发展密切相关。癌细胞通常具有凋亡抵抗性,导致它们无法自我毁灭。
自身免疫性疾病:自身免疫性疾病如类风湿性关节炎和门狼疮可能与凋亡信号通路的异常激活有关。
程序性细胞死亡是生物体内一种高度调控的细胞死亡过程,具有重要的生理功能,有助于维护生态平衡、发育和组织塑造。虽然凋亡的异常调控与一些疾病有关,但深入了解凋亡的机制和调控有望为疾病治疗提供新的途径。程序性细胞死亡的研究仍在不断深入,为我们理解细胞生物学和疾病发生机制提供了宝贵的见解。