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我們每天都通過(guò)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(chóng)劑等等，這些均會(huì )對人體的健康造成巨大的威脅。安捷倫以其領(lǐng)先的分析產(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)暴露對生物過(guò)程和疾病起因造成的影響。

本期，我們特別分享來(lái)自北京大學(xué)環(huán)境暴露研究組邱興華團隊最新發(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，運用代謝組學(xué)技術(shù)，探討了多環(huán)芳烴（PAHs）亞急性暴露對人群健康的影響。

專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn)聚焦

研究背景北京大學(xué)與洛杉磯加州大學(xué)團隊合作，自 2012 年起持續開(kāi)展洛杉磯-北京-洛杉磯間的人群實(shí)驗，前期曾發(fā)現受試者到北京后，PAHs 等污染物暴露顯著(zhù)升高（Environ Sci Technol 2016；Environ Int 2021）；高暴露可引發(fā)心血管早期效應生物標志物改變，這一效應在返回洛杉磯后得以恢復（Circulation 2019）。亞急性即月尺度的空氣污染高暴露是否會(huì )導致與急性暴露不同的、甚至一定時(shí)間內不可逆的生理變化？本研究希望系統地回答這個(gè)問(wèn)題。

研究策略本研究針對血液樣品開(kāi)發(fā)基于 UHPLC-QTOF-MS 的代謝組學(xué)方法，采用線(xiàn)性混合效應模型篩選從洛杉磯到北京發(fā)生顯著(zhù)變化的質(zhì)譜信號并進(jìn)行物質(zhì)鑒定；并檢驗這些代謝物在受試者返回洛杉磯 4~7 周后是否恢復。結合網(wǎng)絡(luò )分析和通路分析探究潛在的代謝調控過(guò)程，基于 PAHs 與代謝物的關(guān)聯(lián)討論不同 PAHs 的健康效應機制。研究結果研究共鑒定了 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)生恢復的代謝物為主，而模塊 II 以未恢復的代謝物為主，表明恢復速度與不同的調控機制相關(guān)?？苫謴痛x物（以?；撬岷湍蛩岬葹榇?，均是體內重要的抗氧化劑）指示氧化應激-抗氧化穩態(tài)相關(guān)機制；未恢復代謝物（以色氨酸通路代謝物色氨酸、一碳通路代謝物甲硫氨酸和膽堿等為代表）指示可誘導代謝酶的延遲恢復過(guò)程相關(guān)機制，所涉及的生物通路交點(diǎn)為芳烴受體（AhR）。非取代 PAHs 與兩類(lèi)代謝物均相關(guān)，而烷基 PAHs 僅與已恢復代謝物相關(guān)，提示非取代 PAHs 或其所代表的燃燒來(lái)源污染物亞急性暴露可能造成更持久的健康效應。

色氨酸和一碳通路等代謝物在免疫和表觀(guān)遺傳調控等方面具有關(guān)鍵生物學(xué)意義，這類(lèi)物質(zhì)在高暴露結束后數周時(shí)間內仍未得到恢復，指示一種易被忽視的易感狀態(tài)，因此從健康保護角度需采取相應的防護措施。

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：

[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.weixin.qq.com/s/xaFkqAFxFvpMLjFLFeBW6g