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冷暴露通过细胞外冷诱导RNA结合蛋白和Toll样受体4信号通路增加主动脉夹层风险

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为什么寒冷天气会威胁隐蔽的心脏大血管

主动脉夹层是身体主动脉发生的突然、常致命的撕裂。它可能在毫无预兆时发生,即便在那些并不知晓自己存在风险的人群中也会发作。许多医院记录显示这些急症在寒冷天气中更常见,但温度下降为何会损伤胸腔深处的大血管一直不明朗。本研究着手破解这一谜题,追踪从寒冷空气到血液中一种应激蛋白,最终导致主动脉壁脆弱之间的关联。

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主主动脉内的隐匿危险

主动脉是将血液从心脏输送到全身的大动脉。对大多数人来说,它默默地工作一生。但如果其血管壁变弱,就可能形成动脉瘤(鼓胀)或发生夹层(撕裂),导致大量内出血。如不治疗,许多患者数小时内死亡。医生知道年龄、高血压和吸烟会增加风险,且寒潮时往往有更多病例送入急诊。然而,天气本身无法切开动脉;必须有体内某种反应随冷而改变。

细胞外成为有害的应激信号

研究者把注意力集中在一种名为冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)的分子上。细胞内的CIRP通常通过保护遗传信息来帮助细胞抵御应激。然而在强烈应激下,部分CIRP会从细胞内泄漏到血液中。在其“细胞外”形式下,它可以作为一种危险信号,激发炎症。此前研究表明,细胞外CIRP能结合免疫细胞与血管内皮细胞上的一种感受器——Toll样受体4(TLR4),触发一连串炎症反应。研究团队怀疑,在寒冷天气中,这种应激蛋白水平上升可能会引发主动脉损伤。

将寒冷日与真实世界急症联系起来

为了检验寒冷是否确实与更多主动脉夹层同时发生,科学家将台湾的两大海量数据集结合:每日天气报告与全民健康保险记录。他们检视了来自三座大城市、涵盖全国一半以上人口的五年多数据。在最冷的10%日子,即夜间温度最低的那些天,主动脉夹层的发生率显著高于较温暖的日子,即便在该地区整体温暖、亚热带气候下也是如此。当气象预报触发官方低温警报、预测气温低于10°C时,夹层的相对风险与舒适的25°C日相比约翻倍。

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从寒冷应激到脆弱的血管壁

仅靠统计学无法证明因果关系,研究团队转而使用实验室与动物模型,追踪体内的事件链。在培养皿中生长的人主动脉内皮细胞中,轻度冷应激或外加CIRP会开启细胞内的炎症开关,包括名为NF-kB的主调控因子。进而促进诸如基质金属蛋白酶-2(MMP-2)等破坏性酶类的产生,这些酶能分解赋予主动脉强度的弹性纤维。在易发生动脉瘤与夹层的小鼠模型中,短时间冷暴露使主动脉弓扩张、血液中CIRP和炎症信使白细胞介素-6水平升高,并加剧动脉瘤与夹层的严重性。注射额外的CIRP使情况更糟,而给予一种名为C23的小肽——它与CIRP竞争并阻断其作用——则能保护主动脉、减少炎症并提高存活率。

保护高危患者的新靶点

综上所述,这些发现勾勒出一个简单但影响深远的路径:寒冷促使细胞将CIRP释放入血流;细胞外CIRP激活血管内皮细胞上的TLR4,点燃炎症和酶活性,这些反应侵蚀主动脉壁,使已有脆弱动脉的人更易发生夹层。通过像C23这样的药物阻断这一应激信号,未来或可减轻寒潮对高危患者的影响。目前,信息既有分子层面的含义,也有实用层面的建议:在寒冷天气中,已知存在主动脉问题或严重心血管疾病的人可能需要额外的防护和更密切的监测,因为外界的寒冷可在体内悄悄对人体最大的动脉施加压力。

引用: Tsai, HY., Chien, WC., Chung, CH. et al. Cold exposure increases aortic dissection risk through extracellular cold inducible RNA binding protein and toll like receptor 4 signaling. Sci Rep 16, 12964 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38164-9

关键词: 主动脉夹层, 冷暴露, 血管炎症, 应激蛋白, 心血管风险