في هذه الدراسة ، قمنا بمقارنة العواقب البيولوجية لاستخدام السيجارة الإلكترونية وتدخين السجائر من خلال بناء وتحليل النسخة الكاملة في الكريات البيض من الـ vapers البالغين الأصحاء (مع أو بدون تاريخ من التدخين) ، ومدخني السجائر الحصريين ، وضبط غير المدخنين غير المدخنين. - أوراق. تم استخدام تحليل النسخ في كريات الدم البيضاء المحيطية على نطاق واسع لدراسة تنظيم الجينات في مجموعة متنوعة من الأمراض ، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية ، والأمراض المناعية (الالتهابية) ، وأمراض الجهاز التنفسي ، والسرطان 1 ، 5 ، 12 ، 13 . على وجه التحديد ، تم استغلال تحليل التعبير الجيني في الكريات البيض على نطاق واسع للتحقيق في آثار التعرض للمواد الكيميائية المستنشقة ، مثل دخان التبغ 1، 5 ، 34 . من خلال الدورة الدموية الجهازية ، تتفاعل خلايا الدم مع الأعضاء الرئيسية ، مثل الرئتين (في الشعيرات الدموية) والكبد (في الجيوب الأنفية) والكلى (في الضفيرة الكبيبية الشعرية) ، وجميعها أهداف رئيسية للأمراض المرتبطة بالتبغ والحالات الالتهابية والاضطرابات 13 ، 36 .

أظهر تحليل limmaVoom الخاص بنا لبيانات RNA-seq خللًا كبيرًا في تنظيم الجينات المهمة وظيفيًا والمسارات الجزيئية في كل من الـ vapers والمدخنين مقارنةً بالضوابط (المعدلة حسب الجنس والعمر). كشف تحليل المعلوماتية الحيوية والنمذجة الحسابية ، والجمع بين التحليلات الأولية وتحليلات الحساسية ، أن استخدام e-cig ، ولكن ليس التدخين السابق ، مرتبط بشكل كبير بخلل في التنظيم الجيني في الصحف الإلكترونية. كان جزء كبير من الجينات غير المنظمة في الـ vapers (81.5٪) وما يقرب من ثلث جميع DEGs في المدخنين مرتبطين بالجرعة بالاعتماد على الـ vaping والتدخين ، على التوالي. على وجه التحديد ، كانت هناك علاقات مباشرة بين التعبير التفاضلي للجينات في السجائر الإلكترونية والمدخنين والتعرض التراكمي للسجائر الإلكترونية وسجائر التبغ ، على التوالي. نلاحظ أن عدد الـ vapers أعلى من المدخنين (37vs. _ مدة التدخين (PY). للتأكيد ، كان متوسط ​​القوة لاكتشاف DEGs في vapers عند التحكم في FDR 21 65 ٪ عند قيمة P معدلة تبلغ 0.0476 ، بينما في المدخنين ، كان متوسط ​​القدرة على اكتشاف DEGs أثناء التحكم في FDR 21 54 ٪ عند قيمة P معدلة من 0.0499. علاوة على ذلك ، لأن دخان السجائر يحتوي على عدة آلاف من المواد الكيميائية ، أكثر بكثير من تلك الموجودة في بخار e-cig (ومعظمها عند مستويات أعلى بكثير) 1 ، 2، 8 ، إنشاء علاقة بين الجرعة والاستجابة للمدخنين قد يكون أكثر تعقيدًا من الـ vapers. يجب التحقيق في هذه السيناريوهات في الدراسات المستقبلية مع حجم عينة أكبر ، عندما يتم تحليل العينات المأخوذة من الصحف والمدخنين المتميزين جيدًا ، مع تواتر وأنماط مختلفة من استخدام منتجات التبغ.

أظهر التحليل المقارن لشبكات الجينات والمسارات القانونية المتأثرة في الصحف والمدخنين نتائج بيولوجية متشابهة بشكل لافت للنظر ، على الرغم من أن عدد الجينات المصابة يختلف اختلافًا كبيرًا بين المجموعتين. الأهم من ذلك ، أن نسبة كبيرة (12.0 ٪) من DEGs في vapers تتكون من جينات الميتوكوندريا ، بما في ذلك MT-rRNA و 10 MT-tRNAs (جميعها معبرة بشكل مفرط) (الجدول التكميلي S1 ) ، مما يشير إلى أن vaping يتداخل مع توازن الميتوكوندريا. وبالمثل ، تم تنظيم 32 من جميع الجينات الـ 37 للميتوكوندريا 24 ، بما في ذلك 13 جينًا لترميز البروتين ، واثنين من MT-rRNAs و 17 MT-tRNAs ، في المدخنين (الجدول التكميلي S2). والجدير بالذكر أن تحليل IPA للجينات غير المنظمة في السجائر الإلكترونية والمدخنين أكد وجود إثراء كبير لجينات الميتوكوندريا في كلا المجموعتين (الشكل  5 أ ، ب). علاوة على ذلك ، تضمنت الأمراض الرئيسية و / أو التعليقات التوضيحية الوظيفية المرتبطة بأعلى شبكات الجينات المعطلة في كل من الـ vapers والمدخنين العديد من اضطرابات الميتوكوندريا التي تتميز بالميتوكوندريا غير الطبيعية من الناحية الهيكلية أو الوظيفية أو العددية (الجدول 1 ) . هذا جنبًا إلى جنب مع التنظيم الملحوظ لجينات الميتوكوندريا في كل من الـ vapers والمدخنين يشير إلى حدوث خلل وظيفي في الميتوكوندريا وتلفها في كلا المجموعتين.

أظهر تحليل مطياف الكتلة لمجموعة واسعة من سوائل e-cig والهباء الجوي وجود الألدهيدات والجذور الحرة والمعادن الثقيلة ، والتي تُعرف بالميتوكوندريا السامة 1 ، 2 ، 5 ، 7 ، 8 ، 38 . على عكس دخان السجائر الذي كانت آثاره الضارة على الميتوكوندريا راسخة 38 ، 39 ، 40 ، 41 ، لا تزال البيانات المتعلقة بخلل الميتوكوندريا المرتبط بالتبخير نادرة ، ومقتصرة في الغالب على خطوط الخلايا والنماذج الحيوانية 42 ، 43. أظهرت الدراسات الحديثة في الفئران والخلايا البشرية أن التعرض للهباء الجوي أو السوائل e-cig يحفز السمية الخلوية عن طريق إضعاف إمكانات غشاء الميتوكوندريا (∆Ψ م ) وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). هذه الآثار مشابهة لتلك التي يسببها التعرض المزمن لدخان السجائر 42 ، 43 ، 44 . تمشيا مع نتائج تلك التقارير 42 ، 43 ، 44 ، تدعم بياناتنا أن التدخين الإلكتروني - الفيبينج Vaping والتدخين قد يزيدان من إزالة استقطاب الميتوكوندريا وغشاء الميتوكوندريا (الشكل  5 ج) ، مما قد يتسبب لاحقًا في تقليل ATP ويؤدي في النهاية إلى إصابة الخلايا أو الوفاة 27 ، 39 .

من النتائج البارزة الأخرى لدراستنا أن التدخين الإلكتروني - الفيبينج Vaping - يؤثر على المناعة الفطرية والاستجابة الالتهابية ، وإن بدرجات متفاوتة. كما هو مبين في الشكل  6 أ ، فإن التعبير الشاذ عن جينات الاستجابة المناعية في السجائر الإلكترونية والمدخنين من المرجح أن يتم تعديله بواسطة العديد من السيتوكينات المنبع ، بما في ذلك أعضاء عائلة إنترلوكين (IL) والإنترفيرون (IFN) ، التي تلعب دورًا مهمًا في المناعة والالتهابات الفطرية (الشكل  6 أ) 28 ، 29 ، 30 ، 45 . أحد هذه السيتوكينات هو الإنترلوكين 2 (IL-2) ، والذي يتم إنتاجه بواسطة الخلايا الليمفاوية التائية CD4 + و CD8 + T وهو مهم لتكاثر الخلايا التائية والخلايا البائية (الشكل  6 ).قبل الميلاد). من بين أدواره المتعددة ، والمتنافسة في كثير من الأحيان ، في المناعة ، يعمل IL-2 كمضاد للالتهابات من خلال منع التوسع غير المنضبط للاستجابة المناعية (من خلال إنتاج الخلايا التائية التنظيمية) وقمع الالتهاب الكلي 29 ، 30 . من الجدير بالذكر أن المرضى الذين يفتقرون إلى تعبير IL-2 يظهرون استجابة مناعية معيبة 30 . علاوة على ذلك ، في الفئران ، يؤدي التمزق المستهدف لجين مشابه لـ IL-2 إلى مرض يشبه التهاب القولون التقرحي. تدعم هذه الملاحظات دورًا أساسيًا لـ IL-2 في إثارة الاستجابة المناعية للمنبهات المستضدية 30 . وبالتالي ، فمن المتصور أن أي قمع للجهاز المناعي والاستجابة الالتهابية الناجمة عن تثبيط IL2 و / أو السيتوكينات الأخرى (الشكل  6 ).B ، C) قد يؤدي إلى زيادة التعرض للعدوى و / أو زيادة شدة العدوى في الصحف الإلكترونية ، مثل المدخنين. تمشيا مع النتائج التي توصلنا إليها ، أظهرت دراسة حديثة أن كلا من استخدام السجائر الإلكترونية وتدخين السجائر مرتبطان بانخفاض التعبير عن العديد من جينات الاستجابة المناعية والالتهابية في الخلايا الظهارية الأنفية للمدخنين والمدخنين ، مما تسبب في تعطيل وظائف المناعة الطبيعية 46 . علاوة على ذلك ، تم ربط استخدام e-cig بزيادة مخاطر وظائف دفاع المضيف المكبوتة استجابةً للعدوى البكتيرية 47 أو بعد الإصابة بفيروس الأنفلونزا الحية الموهن 48 . الاستجابة المناعية المكبوتة المرتبطة بالـ vaping ، والتي تتجلى في التعبير الجيني المناعي المتغير ، وإطلاق السيتوكين والكيموكين ، وإنتاج الأجسام المضادة47 ، 48 . هناك حاجة إلى دراسات آلية للمتابعة لتحديد سلسلة الأحداث التي تؤدي إلى خلل في تنظيم المسارات الوظيفية وشبكات الجينات في الصحف والمدخنين ، على النحو المحدد في هذه الدراسة.

تظهر أدلة متزايدة على الدور المركزي للميتوكوندريا كعضيات مؤشرة ، والتي تحكم أساسيات المناعة والاستجابة الالتهابية 49 ، 50 ، 51 ، 52 . يمكن للميتوكوندريا أن تنظم المناعة الفطرية والتكيفية من خلال آليات متميزة 49 . تتمثل إحدى الطرق في إطلاق الأنماط الجزيئية المرتبطة بالتلف (DAMPs) ، والتي تشمل الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) ، و ATP ، والكارديوليبين ، والببتيدات الفورميل 53 . نظرًا للأصل البكتيري للميتوكوندريا ، يتم التعرف على mtDAMP من خلال نفس مجموعة المستقبلات المناعية الفطرية ( على سبيل المثال ، مستقبلات تشبه Toll 9) ، والتي تكتشف العدوى البكتيرية وتؤدي إلى استجابة التهابية ( أي .، الانجذاب الكيميائي للخلايا المناعية الفطرية وإنتاج السيتوكين) 49 ، 54 . والجدير بالذكر أنه تم العثور على ارتباط إيجابي بين محتوى الكريات البيض mtDNA وخطر الإصابة بأمراض القلب التاجية ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتدخين 55 . تم أيضًا إثبات ارتباط محتوى رقم نسخ الكريات البيض mtDNA في مرضى السرطان بمستويات كريات الدم البيضاء 8-هيدروكسي -2′-deoxyguanosine (8-OHdG) ، وهي علامة بيولوجية لتلف الحمض النووي المؤكسد 56 . مسارات التمثيل الغذائي للميتوكوندريا ، مثل دورة حمض الكربوكسيل ، OXPHOS ، وأكسدة الأحماض الدهنية يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير كبير على نشاط الخلايا المناعية ، وهي مهمة لاستقطاب البلاعم وتمايز الخلايا التائية 49 ، 51. يعتمد تنشيط الخلايا التائية على OXPHOS الوظيفية لمتطلبات الطاقة الحيوية (بما يتوافق مع البيانات الواردة في الشكل  4 ج ) . تشمل المكونات الأخرى لآلية الميتوكوندريا التي تلعب أدوارًا حاسمة في المناعة والالتهابات استقلاب الأحماض الأمينية ، وأنظمة مضادات الأكسدة ، وديناميات الميتوكوندريا ، والتلوث ، وإنتاج mtROS 49 . يمكن أن يتسبب الخلل الوظيفي المستمر في الميتوكوندريا في حدوث التهاب مزمن ، والذي قد يؤدي بدوره إلى العديد من الاضطرابات الالتهابية المزمنة ، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي (COPD) وأمراض التمثيل الغذائي ، وكذلك السرطان 52 ، 57 .

في حين أن النتائج الجديدة للدراسة الحالية لها آثار كبيرة على الصحة العامة وتنظيم منتجات التبغ ، فإننا نعترف أيضًا بقيود دراستنا ، من حيث تمثيلها لعامة السكان. يجب أن تتحقق الدراسات المستقبلية ذات الحجم الأكبر للعينة من قابلية تعميم النتائج التي توصلنا إليها على شريحة واسعة من المدخنين والمدخنين. يجب أن تبحث دراسات المتابعة هذه أيضًا في العواقب الصحية للتدخين الإلكتروني مع عادات نمط الحياة الأخرى ، بما في ذلك الاستخدام المشترك مع العقاقير الترويحية. وتجدر الإشارة إلى أن تدخين الماريجوانا فيبينج Vaping آخذ في الازدياد ، لا سيما بين الشباب والشباب 58 ، 59 .

باختصار ، لقد أظهرنا استهدافًا تفضيليًا لجينات الميتوكوندريا ، وهو أمر مهم للمناعة الفطرية والاستجابة الالتهابية ، في كريات الدم البيضاء المحيطية للمدخنين والمدخنين. لقد أظهرنا أيضًا أن استخدام e-cig ، ولكن ليس التدخين في الماضي ، مرتبط بشكل كبير بخلل تنظيم نسخ الجينات في الصحف المزمنة. جنبًا إلى جنب مع ملاحظة أن معظم الجينات غير المنظمة في السجائر الإلكترونية (72.8 ٪) شائعة مع تلك الموجودة في المدخنين ، تدعم نتائجنا أن عدم التنظيم الجيني في السجائر الإلكترونية يرجع على الأرجح إلى التعرض لمواد كيميائية (مواد) مماثلة موجودة في كل من بخار السجائر الإلكترونية والسجائر. دخان. على الرغم من أن الهوية الدقيقة لهذه المواد الكيميائية لم يتم تحديدها بعد ، فقد تشمل المواد المرشحة المحتملة المواد الكيميائية المسببة لـ ROS و / أو المعادن الثقيلة 13. هناك ما يبرر الدراسات المستقبلية لتحديد مكونات بخار e-cig المسؤولة عن خلل التنظيم الملحوظ للجينات في الـ vapers ، على غرار المدخنين. أخيرًا ، لقد أظهرنا تأثيرات نصية بارزة في المدخنين بالنسبة إلى الـ vapers ، مما يشير إلى أن للتدخين تأثيرات ضائرة أكبر وأكثر وضوحًا من الـ vaping على الأنظمة البيولوجية. إجمالاً ، فإن نتائج هذا البحث والتحقيقات المستقبلية في المخاطر الصحية أو الفوائد المحتملة للـ vaping مقابل 

جي ار فيب أفضل موقع فيب السعودية Vape لبيع جميع انواع الشيشة وسحبة السيجارة ونكهات فيب Vape الالكتروني وملحقاتها.

للإبلاغ عن تنظيم منتجات التبغ لحماية الصحة العامة.