全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)因其两亲性结构而被广泛应用于各种商业和工业产品中[29],[54],并在环境中累积[24],[5],[9]。这些累积的PFAS通过多种途径进入人体[5],容易被吸收,通过血液循环并分布到各个器官[14],[26],[52]。主要发现全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)存在于人体血浆中[47],[77]。据报道,在中国,血浆中PFOS的浓度约为30,000 ng/mL(约60 μM)[77],而在美国约为100 ng/mL(约200 nM)[47]。2023年的同一研究中,PFOA的暴露浓度为10,000 ng/mL(约24 μM)[47]。此外,其结构稳定性使其无法被代谢途径清除,导致其在体内长期累积。
最近的研究表明,人体内累积的PFAS可诱发心血管疾病(CVD)和多种健康问题[36],[6]。PFAS持续引发炎症、生殖毒性和癌症,许多监管机构已呼吁限制其使用[6](Chain等人,2020;[19],[23],[36],[59],[73])。由于PFAS主要在血液中累积,其与心血管系统的毒性作用受到了广泛研究[20],[33],[43],[61]。Lin等人[43]基于队列研究指出,PFOS增加了颈动脉内膜-中层厚度(CMIT)(p < 0.001),表明动脉粥样硬化的风险增加[43]。Starling等人[61]计算出婴儿冠状动脉疾病(CAD)风险与PFOS暴露之间的比值比为1.21(1.09–1.34)[61]。特别是N Ding等人[20]发现,高血压患者的血清PFOS水平升高会降低其生存概率[20]。然而,当暴露于PFAS时,心血管疾病(CVD)发展的关键机制仍不清楚[69]。
红细胞(RBCs)是重要的运输细胞,负责将氧气和营养物质输送到外周组织,同时清除细胞呼吸过程中产生的代谢副产物[37],[8]。除了传统功能外,红细胞最近因其作为心血管稳态调节器的作用而受到关注,尤其是在血栓形成过程中。血栓形成在心血管疾病(CVDs)的发展和进展中起着重要作用[1]。尽管以往的研究主要集中在免疫细胞、血小板和凝血因子上,但历史上红细胞被认为只是被动地参与血栓形成[68]。然而,最近的研究开始将红细胞视为血栓形成中的重要细胞[68]。
红细胞通过多种途径调节血栓形成,包括离子介导的、机械性的和氧化还原介导的信号通路[15],[38]。细胞内钙离子(Ca²⁺)的调节对维持红细胞功能至关重要[10]。在红细胞中,Ca²⁺水平由多种膜Ca²⁺通道严格控制,并调节磷脂转运酶(flippase和scramblase)、pannexin 1(PANX1)和calpain 1等蛋白质的活性[32],[70]。这些信号导致红细胞膜完整性变化,增加磷脂酰丝氨酸(PS)向外膜的暴露,并促进微囊泡(MV)的形成[15],[38]。PS的外化和微囊泡的生成可以将凝血因子招募到红细胞膜上,激活凝血途径[56],[76]。
此外,最近的研究强调了PFOS与红细胞之间的潜在关联[44],[67]。多项临床报告显示,PFOS暴露会改变红细胞的血液学指标,如血红蛋白(Hb)、平均红细胞体积(MCV)、血细胞比容(HCT)和平均红细胞血红蛋白(MCH)[44]。
最新研究表明,红细胞功能障碍可能与糖尿病(DM)患者的心血管并发症密切相关[58],[62]。糖尿病患者的红细胞处于高氧化应激和高渗透压状态,导致变形能力下降和PS外化增加[71]。特别是,氧化应激的增加被认为是糖尿病条件下红细胞功能改变的关键因素[53]。甲基乙二醛(MG)作为糖尿病患者的代谢副产物,被认为是导致这种氧化应激增加的重要原因[13]。这些病理状态使红细胞更容易受到外来物质的影响,可能促进血栓形成[21],[35]。
在本研究中,我们使用分离的人类红细胞和大鼠体内血栓模型,探讨了PFAS对红细胞的影响及其对血栓形成的潜在贡献。此外,我们还利用体外模型(如甲基乙二醛或高葡萄糖模型以及链脲佐菌素诱导的糖尿病模型)评估了糖尿病条件下红细胞对PFOS的敏感性增加情况。