ソルトン海の粉塵が肺の炎症の引き金に(Salton Sea dust triggers lung inflammation)

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カリフォルニア大学リバーサイド校の研究は、カリフォルニア最大の湖の周辺に住む人々の健康への影響を示唆している UC Riverside study has health implications for people living around California’s largest lake

2022-12-08 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

南カリフォルニアのコーチェラバレーとインペリアルバレーにあるソルトン海は、地球の温暖化によって時間とともに縮小し、その過程で湖底がさらに露出し、新たな塵の発生源になっている。
当然ながら、ソルトン海周辺の地域は小児喘息の発症率が高く(20〜22.4%)、カリフォルニア州の平均値14.5%をはるかに上回っている。
マウス研究では、ソルトン海周辺の場所で採取した粉塵が、マウスの肺好中球の炎症を誘発することが明らかにされた。好中球は白血球の一種で、感染症に対抗する働きがある。
ソルトン海では、農薬、除草剤、重金属、微生物毒素などの汚染物質が粉塵に濃縮されている可能性がある。
研究チームは、ソルトン海の湖底から0.6、2、4マイル離れた3地点の計4地点で粉塵を採取した。対照となったのは、ソルトン海の北西の境界線から20マイルの地点にある4番目の地点の粉塵で、ここの粉塵では肺に目立った炎症は起きなかった。
研究者たちは、採取した粉塵から水性抽出物を作り、繊維や砂などの不活性物質と大きな粒子状物質を濾過して取り除いた。そして、微粒子エアロゾルの懸濁液を環境暴露室に噴射した。マウスは、2日間(急性自然反応を研究するため)または7日間(アレルギー型反応を研究するため)エアロゾルに曝された。
ソルトン海の粉塵の物質は、マウスに強い肺の炎症を引き起こしましたが、臨床的な喘息によく見られるアレルギー性プロファイルではなかった。
肺の炎症は、カビやダニ、花粉のような古典的なアレルゲンではなく、細菌成分によって引き起こされるように見える。

<関連情報>

乾燥湖付近で採取された水性粉塵抽出物のエアロゾルは、微生物自然免疫リガンドを想起させる急性好中球性肺炎を誘発する Aerosolized aqueous dust extracts collected near a drying lake trigger acute neutrophilic pulmonary inflammation reminiscent of microbial innate immune ligands

Trevor A.Biddle,Keziyah Yisrael,Ryan Drover,QiLi,Mia R.Maltz,Talyssa M.Topacio,Jasmine Yu,Diana Del Castillo,Daniel Gonzales,Hannah L.Freund,Mark P.Swenson,Malia L.Shapiro,Jon K.Botthoff,Emma Aronson,David R.CockerIII,David D.Lo
Science of the Total Environment  Available online :2 November 2022
DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159882

Highlights

•Mice exposed to Salton Sea area dusts induce significant neutrophil inflammatory response.
•Salton Sea dust response is strongest at 48 h, attenuating by 7 days of continuous exposure.
•Dust response resembles innate immune response, distinct from immune allergic response.
•Dust response suggests that a “chronic innate” response causes asthma-like symptoms.

Abstract

Background
A high incidence of asthma is prevalent among residents near the Salton Sea, a large inland terminal lake in southern California. This arid region has high levels of ambient particulate matter (PM); yet while high PM levels are often associated with asthma in many environments, it is possible that the rapidly retreating lake, and exposed playa or lakebed, may contribute components with a specific role in promoting asthma symptoms.

Objectives
Our hypothesis is that asthma may be higher in residents closest to the Salton Sea due to chronic exposures to playa dust. Playa emissions may be concentrating dissolved material from the lake, with microbial components capable of inducing pulmonary innate immune responses. To test this hypothesis, we used a mouse model of aerosol exposures to assess the effects of playa dust.

Methods
From dust collected around the Salton Sea region, aqueous extracts were used to generate aerosols, which were injected into an environmental chamber for mouse exposure studies. We compared the effects of exposure to Salton Sea aerosols, as well as to known immunostimulatory reference materials. Acute 48-h and chronic 7-day exposures were compared, with lungs analyzed for inflammatory cell recruitment and gene expression.

Results
Dust from sites nearest to the Salton Sea triggered lung neutrophil inflammation that was stronger at 48-h but reduced at 7-days. This acute inflammatory profile and kinetics resembled the response to innate immune ligands LTA and LPS while distinct from the classic allergic response to Alternaria.

Conclusion
Lung inflammatory responses to Salton Sea dusts are similar to acute innate immune responses, raising the possibility that microbial components are entrained in the dust, promoting inflammation. This effect highlights the health risks at drying terminal lakes from inflammatory components in dust emissions from exposed lakebed.

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