多組學技術聯合揭示空氣污染對人體的危害性
【概要描述】大氣污染對人體健康的影響引起了廣泛重視，交通相關空氣污染是大氣污染的重要組成部分。然而，交通污染對人體健康影響的作用機制尚不清楚，尤其缺乏基于組學的探索性研究。
大氣污染對人體健康的影響引起了廣泛重視，交通相關空氣污染（Traffic-Related Air Pollution ，TRAP）是大氣污染的重要組成部分。然而，交通污染對人體健康影響的作用機制尚不清楚，尤其缺乏基于組學的探索性研究。
2021年9月26日，復旦大學公共衛生學院闞海東教授、陳仁杰教授課題組首次采用多組學分析技術，探索了交通相關空氣污染暴露對人體外周血外泌體轉錄組、血漿蛋白質組以及血漿代謝組的影響，研究結果以“Dynamic Molecular Choreography Induced by Traffic Exposure: A Randomized, Crossover Trial using Multi-Omics Profiling”為題發表在J Hazard Mater（IF=10.588）雜志上。華盈生物有幸參與本文的多組學技術服務及數據分析工作。
該研究采用隨機交叉對照設計，志愿者被隨機分配到交通污染較重的馬路口以及遠離交通污染的公園各4小時，馬路組中細顆粒物（PM2.5）、超細顆粒物（UFP）、黑碳（BC）、二氧化氮（NO2）以及一氧化碳（CO）的平均濃度約為公園組各污染物濃度的2~4倍。暴露結束后1小時內，采集外周血，隨機挑選35對樣本，進行外周血外泌體轉錄組、蛋白質組和代謝組檢測。
結果顯示，交通污染急性暴露引起轉錄組、蛋白質組和代謝組中數千個分子出現顯著性改變，包括與 TRAP 顯著相關的 3449 種外泌體 mRNA、58 種血清蛋白和 128 種血清代謝物。多組學分析顯示，數十種調節通路因 TRAP 發生改變，例如炎癥、氧化應激、凝血、內皮素-1 信號傳導和腎素-血管緊張素信號傳導。
該研究首次結合隨機交叉對照設計和多組學手段，系統性地探索了交通空氣污染對人體健康效應的分子機制，揭示了交通污染急性暴露可導致不同層次的組學分子改變，這些分子改變與免疫應答、炎性反應、心血管相關信號通路的關聯最為密切，為未來深入探索交通污染暴露對重大疾病的影響及機制提供了新的方向和思路。
| 華盈視角
在后基因組時代，生命科學研究開始進入系統、全面、動態的功能探索階段。多種高通量的研究策略如基因組測序、轉錄組測序、小RNA測序、定量蛋白質組學分析和代謝組學被應用到同一課題研究當中，在以往單一平臺產出的數據分析挖掘的基礎上增加了多個實驗平臺產出數據的整合分析以及交互印證，可有效解決單一組學數據結論片面性的問題，并能夠更加全面描述生物功能的分子機制。同時，我們也看到了華盈生物提供的外泌體全轉錄組技術（同步檢測mRNA、lncRNA與circRNA）不僅為公共衛生大數據研究提供了非常豐富的候選分子，而且外泌體中的mRNA數據還可直接反應機體功能狀態，為本文核心結論的發現起到了關鍵作用。本文將外泌體全轉錄組數據與蛋白組和代謝組數據整合分析，也為其它團隊的研究提供了新的思路。
華盈生物作為專業的蛋白組學技術服務公司，充分利用核心團隊的科學背景與資源優勢，成功打造了“蛋白芯片”和“蛋白質譜”雙平臺技術服務體系，形成1+1>2的獨特業務優勢。經過多年的穩步發展，華盈生物在業界逐漸樹立了“科學家服務科學家”的良好口碑和形象，業務覆蓋“蛋白芯片”、“蛋白質譜”、“外泌體研究”、“藥靶篩選”等領域，是國內標桿性的蛋白質篩選與檢測系統性服務平臺。
| 參考文獻
[1]. Xihao Du, Qingli Zhang, et al. Dynamic Molecular Choreography Induced by Traffic Exposure: A Randomized, Crossover Trial using Multi-Omics Profiling, J Hazard Mater, (2021) doi:https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2021.127359
