二手煙會造成生殖系統的RNA剪接異常

二手煙是一個嚴重的全球健康問題，因為二手煙持續地造成大量的疾病發病率和死亡率。根據統計，世界上 世界上 有40% 小於14 歲的兒童接觸二手煙，而根據世界衛生組織的數據，預計全球每年將有超過八十八萬人死於與二手煙相關的疾病。二手煙和紙菸煙霧一樣，都含有多種有毒物質和致癌物質，二手煙已經被世界衛生組織列為頭號的致癌物質，是不吸菸的成年人罹患冠狀動脈心臟病、肺癌和中風的公認危險因素，也會增加哮喘和慢性阻塞性肺病的風險。

根據世界衛生組織的數據顯示，吸紙菸率最高的是處於生育年齡的年輕男性。紙菸煙霧中的有害和致癌物質者主要是菸草特有亞硝胺、多環芳香烴類化合物和其他羰基化合物。此外，吸紙菸已被證明會對精子質量、受精能力、繁殖和早期發育產生不利的影響。吸紙菸會對吸紙菸者的精子造成廣泛的遺傳毒性影響，包括 DNA 氧化損傷、DNA 斷裂、DNA 片段化、基因突變和染色體異常。過去的研究在吸紙菸者的精子中也觀察到了表觀遺傳變化(epigenetic changes)，包括異常的 DNA 甲基化和 微RNA(microRNA) 的失調。

然而，迄今為止，接觸二手煙對生殖系統和功能的影響仍不完全清楚。在此類研究中主要的挑戰與不確定性來自於樣本收集的困難與人群接觸二手煙程度的不同。為了深入了解二手煙損害生殖系統的機制，美國南加州大學的醫學研究團隊利用小鼠實驗模式，研究了暴露在二手煙之下生殖系統所受到的影響，並使用高通量的RNA定序技術 (RNA-seq) 和生物資訊學分析來研究小鼠生殖器官的轉錄組(Transcriptome)改變。轉錄組的分析是近年來快速發展的RNA定序技術，可以快速分析細胞內的RNA的變化，深入了解細胞的基因調控。研究結果發現，二手煙會影響小鼠睪丸發育，且暴露於二手煙的小鼠的睪丸有131個基因表現失調，和有19%的長鏈非編碼RNA (Long Non-Coding RNAs)表現異常。細胞內的RNA需要經過剪接，才會形成有功能的信使RNA(messenger RNA)，進而用來製造所需的蛋白質。在此研究中，結果也發現二手煙會導致一個與精子形成的關鍵調控基因 Pde1a的RNA剪接異常，造成RNA內含子的變異體(intron variant)，造成此基因的無義介導的mRNA降解(Nonsense-mediated mRNA decay)。未來需要進一步的研究來瞭解這種與二手煙相關的內含子變體的生理作用及其在人類生殖疾病中發病機制的作用。

此外，在最新的研究中，日本岩手大學的醫學研究人員也使用轉錄組分析來研究吸紙菸對於血液中單核細胞RNA的變化。此外，由於加熱菸以加熱的方式取代燃燒菸草，因此與傳統燃燒式紙菸相比，加熱菸大幅降低了有害物質和致癌物的產生。研究人員在分析了超過一萬多名非吸菸者、吸紙菸者和從紙菸轉用加熱菸的使用者的轉錄組資料後發現，吸紙菸會造成許多RNA的表現異常。結果也發現了吸紙菸的確會引發一個類似芳香烴受體基因(AHRR)和與免疫反應調節基因(GPR15)的表現。研究結果也發現，與吸紙菸者相比，轉用加熱者的AHRR和GPPR15的表現較低，顯示從紙菸轉用加熱菸有減緩因接觸有害物質發炎反應的趨勢。此外，此研究也發現了吸紙菸者中一個與導致魚鱗癬有關的基因(CYP4F22)表現異常，這是首次發現其與吸紙菸有關，未來需要進一步研究以確定該基因是否參與與吸菸相關的皮膚病（例如掌蹠膿皰病和斑塊狀銀屑病）的發展。