新研究为了解早年环境暴露如何影响我们的健康提供了独特的资源

研究人员现在拥有独特的资源来识别生命早期环境暴露的新生物标志物并了解它们对健康的影响。这要归功于由 la Caixa 基金会支持的巴塞罗那全球健康研究所 (ISGlobal) 领导的一项研究，该研究系统地记录了广泛的早期生命暴露与不同水平的分子特征之间的所有关联，包括表观基因组 ( DNA 甲基化)、转录组(基因表达)和代谢组(代谢物)。

这些发现是ATHLETE项目的一部分，已发表在Nature Communications上。

健康在很大程度上取决于环境。事实上，70% 到 90% 的疾病患病风险是由暴露组决定的，暴露组是人们一生都会接触到的多种环境因素(即非遗传因素)。然而，科学家们对这些环境危害、它们如何相互作用以及它们触发的生物过程的了解仍然有限。

ISGlobal 儿童与环境项目负责人 Martine Vrijheid 解释说：“生命早期是一个特别重要的时期，因为在这些发育脆弱的时期接触可能会在分子水平上产生显着影响，而这种影响可能要到成年才能在临床上检测到。”

在这项研究中，由 Vrijheid 领导的研究小组旨在将多种化学、户外、社会和生活方式暴露(怀孕时 92 次，儿童 6 至 11 岁时 116 次)与同一儿童的分子特征(DNA 甲基化和血液中的基因转录、血浆蛋白以及血清和尿液中的代谢物)。该分析包括 Human Early Life Exposome (HELIX) 项目的 1,301 对母子，这是一项在六个欧洲国家(西班牙、英国、法国、立陶宛、挪威和希腊)进行的长期队列研究。

“使用大规模并行计算机的高性能计算使我们能够克服大型‘组学’数据分析中面临的主要挑战之一，”高级合著者 Juan R Gonzalez 说。该分析确定了 1,170 个重要关联(249 个在怀孕期间，921 个在儿童时期)，这些关联提供了对潜在生物反应和接触来源的见解。孕期暴露，如母亲吸烟、重金属镉或微量矿物质钼，主要与 DNA 甲基化的变化有关。相比之下，儿童期暴露与所有分子水平的特征相关，尤其是与血清中的代谢物相关。例如，调查结果显示，儿童通过饮食接触到化学污染物。

“我们确定了新的多组学关联与儿童接触必需微量元素、天气条件、室内空气质量以及邻苯二甲酸盐和对羟基苯甲酸酯，”第一作者 Léa Maitre 说。“通过将这些关联可视化为网络，我们可以更好地了解给定的分子特征是否与多次暴露有关，反之亦然，从而确定潜在的生物学途径，”她补充道。

事实上，这些发现为六组暴露提供了合理的疾病机制：铜、烟草烟雾、儿童时期的室内空气质量、持久性有机污染物、邻苯二甲酸盐和对羟基苯甲酸酯，以及天气条件。例如，儿童接触铜与近 90 种分子特征相关，包括 C 反应蛋白(一种炎症标志物)水平升高。采集样本前一个月的温度、湿度和其他天气条件与睡眠和抑郁相关的血清代谢物、体温调节相关的蛋白质和免疫反应基因有关。

“凭借我们目录中丰富的暴露组和分子信息，我们为科学界提供了宝贵的资源，用于寻找暴露生物标志物、识别暴露源、提高对疾病机制的理解，并最终促进公共卫生政策，”Vrijheid 总结道.

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