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前沿|亞急性多環(huán)芳烴暴露的代謝組學(xué)研究

閱讀：107發(fā)布時(shí)間：2021-10-25

我們每天都通過呼吸、食物攝入或者皮膚接觸等方式，暴露于環(huán)境污染物之中。日常的環(huán)境暴露有空氣顆粒物、重金屬、多環(huán)芳羥、持久性污染物、殺蟲劑等等，這些均會(huì)對(duì)人體的健康造成巨大的威脅。安捷倫以其的分析產(chǎn)品和采用各種組學(xué)技術(shù)的解決方案為暴露組和環(huán)境健康研究提供支持。這些方案包括色譜、質(zhì)譜、微陣列芯片和 NGS 試劑、自動(dòng)化樣品前處理、細(xì)胞分析和生物信息學(xué)軟件等，幫助研究者更深入地了解化學(xué)暴露對(duì)生物過程和疾病起因造成的影響。

本期，我們特別分享來自北京大學(xué)環(huán)境暴露研究組邱興華團(tuán)隊(duì)發(fā)表在 Environmental Science & Technology上題為“Metabolomic Changes after Subacute Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: A Natural Experiment among Healthy Travelers from Los Angeles to Beijing"的文章[1]，該文采用 Agilent 氣質(zhì)和液質(zhì)平臺(tái)，運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)，探討了多環(huán)芳烴（PAHs）亞急性暴露對(duì)人群健康的影響。

 

專家觀點(diǎn)聚焦

 

研究背景北京大學(xué)與洛杉磯加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，自 2012 年起持續(xù)開展洛杉磯-北京-洛杉磯間的人群實(shí)驗(yàn)，前期曾發(fā)現(xiàn)受試者到北京后，PAHs 等污染物暴露顯著升高（Environ Sci Technol 2016；Environ Int 2021）；高暴露可引發(fā)心血管早期效應(yīng)生物標(biāo)志物改變，這一效應(yīng)在返回洛杉磯后得以恢復(fù)（Circulation 2019）。亞急性即月尺度的空氣污染高暴露是否會(huì)導(dǎo)致與急性暴露不同的、甚至一定時(shí)間內(nèi)不可逆的生理變化？本研究希望系統(tǒng)地回答這個(gè)問題。

研究策略本研究針對(duì)血液樣品開發(fā)基于 UHPLC-QTOF-MS 的代謝組學(xué)方法，采用線性混合效應(yīng)模型篩選從洛杉磯到北京發(fā)生顯著變化的質(zhì)譜信號(hào)并進(jìn)行物質(zhì)鑒定；并檢驗(yàn)這些代謝物在受試者返回洛杉磯 4~7 周后是否恢復(fù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析和通路分析探究潛在的代謝調(diào)控過程，基于 PAHs 與代謝物的關(guān)聯(lián)討論不同 PAHs 的健康效應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果研究共鑒定了 50 個(gè)在北京高暴露情境下發(fā)生改變的差異代謝物，網(wǎng)絡(luò)分析顯示其主要分布在兩個(gè)模塊，模塊 I 以返回洛杉磯后發(fā)生恢復(fù)的代謝物為主，而模塊 II 以未恢復(fù)的代謝物為主，表明恢復(fù)速度與不同的調(diào)控機(jī)制相關(guān)?？苫謴?fù)代謝物（以?；撬岷湍蛩岬葹榇恚求w內(nèi)重要的抗氧化劑）指示氧化應(yīng)激-抗氧化穩(wěn)態(tài)相關(guān)機(jī)制；未恢復(fù)代謝物（以*通路代謝物*、一碳通路代謝物*和*等為代表）指示可誘導(dǎo)代謝酶的延遲恢復(fù)過程相關(guān)機(jī)制，所涉及的生物通路交點(diǎn)為芳烴受體（AhR）。非取代 PAHs 與兩類代謝物均相關(guān)，而烷基 PAHs 僅與已恢復(fù)代謝物相關(guān)，提示非取代 PAHs 或其所代表的燃燒來源污染物亞急性暴露可能造成更持久的健康效應(yīng)。

*和一碳通路等代謝物在免疫和表觀遺傳調(diào)控等方面具有關(guān)鍵生物學(xué)意義，這類物質(zhì)在高暴露結(jié)束后數(shù)周時(shí)間內(nèi)仍未得到恢復(fù)，指示一種易被忽視的易感狀態(tài)，因此從健康保護(hù)角度需采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

以上基于安捷倫高分辨質(zhì)譜和代謝組學(xué)方案的研究策略，廣泛適用于環(huán)境健康和暴露組學(xué)研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] Xinchen Lu, Yan Lin, Xinghua Qiu, Jinming Liu, Tong Zhu, Jesus A. Araujo, Junfeng Zhang, and Yifang Zhu, Metabolomic Changes after Subacute Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: A Natural Experiment among Healthy Travelers from Los Angeles to Beijing, Environmental Science & Technology 2021 55 (8), 5097-5105, DOI: 10.1021/acs.est.0c07627

[2] https://mp..qq.com/s/xaFkqAFxFvpMLjFLFeBW6g



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