对老年人群血清中邻苯二甲酸酯暴露的代谢影响:非靶向代谢组学分析及受干扰代谢途径的关联研究
《Environment International》:Metabolic effects of paraben exposure in geriatric serum: non-targeted metabolomics profiling and association analysis of perturbed metabolic pathways
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时间:2025年11月07日
来源:Environment International 9.7
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检测老年人群血清中四种对苯甲酸(MeP、EtP、PrP、BuP)水平,发现MeP和PrP检出率最高(100%和93.2%),且与类固醇激素和脂肪酸代谢通路显著相关。非靶向代谢组学分析筛选出160种代谢物,其中MeP和PrP影响代谢通路最广泛,结合分子对接显示其与3α-羟类固醇脱氢酶的相互作用模式更接近天然配体,可能通过酶活性调节引发代谢紊乱。
该研究聚焦在老年人群体中的化学物质——甲基异丁基对羟基苯甲酸(MeP)与丙基异丁基对羟基苯甲酸(PrP)的暴露情况,以及它们与代谢模式之间的关系。通过非靶向代谢组学分析方法,研究人员首次在老年群体中对这类化学物质进行了系统性的代谢影响评估,并结合分子对接技术探讨了其可能的生物学机制。这一研究不仅揭示了MeP和PrP在人体内的广泛存在和较高浓度,还发现了它们与多种代谢相关通路之间的潜在联系,从而为理解这类化学物质对人类健康的影响提供了新的视角。
MeP和PrP在老年人血清中显示出较高的检出率和浓度,其中MeP的中位浓度达到了3400皮克/毫升,而PrP的检出手段也显示出较为广泛的代谢关联模式。这一发现表明,尽管MeP和PrP被广泛认为具有较低的毒性,但它们对代谢系统的影响可能比预期更为复杂。研究人员进一步发现,MeP和PrP在代谢通路中的影响不仅限于单一的代谢过程,而是涉及多个通路,包括类固醇激素合成、不饱和脂肪酸的生物合成以及花生四烯酸代谢等关键过程,并且这些通路之间存在一定的相互作用和网络联系。
通过分子对接实验,研究人员模拟了MeP、EtP、PrP和BuP与关键代谢酶——3α-羟基类固醇脱氢酶(3α-HSD)的相互作用模式。结果显示,MeP和PrP的结合方式与原始配体更为相似,这可能解释了它们在代谢通路中更广泛的关联性。具体而言,MeP与3α-HSD之间形成了多个氢键,而PrP则通过π-堆积作用增强了其与蛋白质的结合能力。这些发现不仅揭示了不同类型的对羟基苯甲酸类化合物在代谢调节中的差异,还为理解其潜在的毒性机制提供了结构生物学依据。
研究还发现,MeP和PrP的暴露与多种代谢紊乱存在显著相关性,包括类固醇激素代谢失衡和脂肪酸代谢异常。这些代谢紊乱可能通过影响细胞膜的稳定性、氧化应激水平以及炎症反应等途径,进而影响老年人的健康状况。例如,MeP暴露与炎症因子的分泌存在联系,这可能与炎症反应的增强有关,而PrP则可能通过影响脂肪酸代谢过程,对脂质代谢产生影响。这些结果提示,MeP和PrP可能在促进或抑制某些代谢通路方面具有独特的生物效应,进而影响健康。
此外,该研究通过非靶向代谢组学方法对老年群体的代谢特征进行了全面分析,发现MeP和PrP与多种代谢物之间的关联性更强,这表明它们在代谢调控中的作用可能更为显著。通过使用多种数据库和结合碎片特征,研究人员成功鉴定了160种与MeP和PrP相关的代谢物,其中一些代谢物表现出强烈的正相关或负相关,揭示了不同对羟基苯甲酸类化合物在代谢调控中的不同作用机制。同时,研究也指出了非靶向代谢组学在分析复杂代谢变化方面的优势,但同时也存在一些局限性,如对高极性脂质的提取效率较低以及对不稳定氧化脂质的保护措施不足。
该研究不仅丰富了我们对对羟基苯甲酸类化合物在人体代谢中的作用机制的理解,还为未来的健康风险评估提供了重要的参考依据。研究结果表明,MeP和PrP在老年群体中可能具有更大的健康影响潜力,而这一结论也为进一步开展针对这类化学物质的毒理学研究和干预措施提供了理论基础。此外,该研究强调了非靶向代谢组学在环境暴露研究中的应用价值,特别是在评估长期暴露对代谢健康的影响方面。随着技术的不断进步和多组学方法的整合,未来的代谢组学研究有望更加全面地揭示对羟基苯甲酸类化合物对人类健康的影响机制。
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