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夜间户外人工光源暴露与颅内动脉粥样硬化狭窄患者LDL-C控制的关联:昼夜节律紊乱与DNA甲基化的潜在作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Clinical Epigenetics 4.8
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本研究聚焦夜间户外人工光源(ALAN)对颅内动脉粥样硬化狭窄(ICAS)患者低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)控制的影响。苏州大学附属第一医院团队通过卫星影像评估ALAN暴露水平,结合动物代谢组学与DNA甲基化分析,首次揭示ALAN通过干扰昼夜节律和诱导全局DNA低甲基化,导致ABC转运蛋白异常,进而影响脂质代谢。该研究为城市光污染防控提供了循证依据,发表于《Clinical Epigenetics》。
随着城市化进程加速,夜间户外人工光源(ALAN)污染已成为全球性公共卫生问题。超过80%的世界人口暴露在夜间光污染中,这种环境干扰会抑制褪黑素(MLT)分泌,打乱生物钟,进而诱发代谢紊乱。尤其值得关注的是,在中国人群中,颅内动脉粥样硬化狭窄(ICAS)是缺血性卒中的主要病因,而低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)控制不良会显著恶化患者预后。尽管现有指南推荐强化降脂治疗,但部分ICAS患者仍难以达到LDL-C<1.4 mmol/L的目标水平,提示存在未被认知的环境影响因素。
苏州大学附属第一医院神经内科团队在《Clinical Epigenetics》发表的研究,首次系统探讨了ALAN暴露与ICAS患者LDL-C控制的关联及其分子机制。研究人员采用多学科交叉方法,整合流行病学调查与动物实验证据,为环境因素参与动脉粥样硬化调控提供了新见解。
研究主要采用四项关键技术:1) 基于NPP-VIIRS卫星影像的ALAN暴露评估(空间分辨率500米);2) 1010例ICAS患者的回顾性队列分析(随访3个月);3) 非靶向代谢组学(UHPLC-QTOF-MS技术)分析小鼠肝脾组织;4) 甲基化定量试剂盒检测全基因组DNA甲基化水平。
研究结果
临床特征分析
纳入1010例症状性ICAS患者中,32例(3.2%)存在LDL-C控制不良。与控制良好组相比,控制不良组患者具有更高的ALAN暴露水平(3年平均37.19±14.24 vs 31.41±16.12 nW/cm2/sr,P=0.031),同时伴随更高比例的睡眠障碍(PSQI>7分者占90.1% vs 72.0%)和冠心病史(96.9% vs 76.0%)。
ALAN与LDL-C控制的剂量效应
广义加模型显示,ALAN每增加1 nW/cm2/sr,LDL-C控制不良风险上升2%(OR=1.02,95%CI 1.00-1.05)。限制性立方样条分析表明,这种关联在较高暴露范围内尤为显著。
代谢组学机制
动物实验发现,持续弱光暴露(dLAN,5 lx)导致小鼠脂类代谢物占比达27.4%,其中2,6-二甲氧基苯酚等代谢物显著改变。KEGG通路分析提示ABC转运蛋白异常是ALAN影响脂质代谢的关键环节。
表观遗传调控
dLAN暴露使小鼠全基因组甲基化水平降低86%(P<0.01),而褪黑素干预可部分逆转这种低甲基化(仅下降22%)。临床样本分析同样显示,外周血甲基化水平与LDL-C控制呈正相关(r=0.39)。
结论与意义
该研究首次建立ALAN暴露与ICAS患者LDL-C控制不良的流行病学关联,并揭示其通过MLT抑制-昼夜节律紊乱-表观遗传修饰的级联反应机制。特别重要的是,发现ABC转运蛋白可能是环境光污染影响脂质代谢的关键效应分子。这些发现不仅为ICAS的精准防控提供了新靶点,更提示城市规划中需重视光污染对心血管健康的潜在影响。研究提出的"环境光照-表观遗传-代谢调控"轴,为理解复杂疾病的环境-基因互作提供了范式转移。
局限性包括单中心研究设计及未区分不同波长ALAN的效应。未来研究可结合个体光照监测设备,进一步明确光谱特异性影响。该成果为制定针对脆弱人群的光环境干预策略奠定了科学基础,对推动健康城市建设具有重要实践价值。
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