在日常生活中,不良环境暴露被认为是导致早死的主要环境风险因素。这种现象不仅与心脑血管疾病、癌症、神经系统疾病以及呼吸系统和代谢性疾病等非传染性疾病的流行密切相关,还可能通过表观遗传机制影响基因表达,从而影响生殖健康、母婴健康和生长发育等健康问题。
暴露组的概念和重要性
暴露组(exposome)是一种对环境影响的累积性度量,涵盖外部环境、生活方式、行为习惯和饮食结构,以及由此引发的生物内源性过程。暴露组致力于捕捉和发现环境暴露的关键生物标志物,以及它们所引起的生物反应,这有助于探索有关暴露源、剂量反应关系、作用机制、疾病因果关系和公共卫生干预的假设。
暴露组学的应用
近年来,以Exposomics为关键词的研究文献急剧增加,尤其是在整合表观组学研究以探讨疾病发生发展方面。这些研究主要集中在孕期相关的不良妊娠结局、生殖健康、儿童发育不良、饮食与健康安全、职业暴露等健康问题上。特别是胎儿、婴儿和儿童更容易受到环境暴露引发的表观遗传变化的影响,因为他们正处于快速生长和发育的阶段。
表观遗传学与暴露组学的关系
可以把基因组学、暴露组学和表观遗传学比作一部生命的巨著。基因组学为这部作品提供了基础的底稿,决定了基本人物和所有可能使用的词汇(基因)。暴露组学则是记录这部作品的经历,包括每一口空气和每一口食物。表观遗传学则负责编辑这种底稿,通过加标记和修改,决定哪些章节被重点表达,哪些内容则暂时隐藏。通过这种方式,暴露组学将环境影响转化为身体可理解的基因调控信号。
表观遗传修饰的作用
表观遗传修饰在调控基因表达中发挥着重要作用,影响细胞如何调节和维持其分化。对不同环境的暴露会影响这些修饰,从而成为连接环境暴露与细胞变化(如基因表达调控)的机制。这些修饰具有动态特性,既能反映个体生命周期中累积的环境暴露,也与衰老相关的疾病和健康结果紧密相关。
跨代遗传与环境影响
研究表明,暴露于有害污染物、重金属等因素可导致甲基化模式的变化,且这些变化可能在多代间持续存在。这一现象支持了表观基因组在跨代传递环境暴露效应中的重要作用,尽管这些结论还需在人类队列中进一步验证。
表观遗传学作为生物标志物
表观遗传标记尤其是DNA甲基化,或许能够作为环境暴露效应的生物标志物。相关研究显示,DNA甲基化的变化具有长期稳定性,并且可以在易获取的生物样本中进行检测。DNA甲基化的稳定性使其成为评估终身暴露与疾病之间关系的重要工具。
技术进展与未来方向
随着技术的进步,DNA甲基化的检测方法逐渐成熟,多个平台的高通量筛查能力为环境暴露的准确预测提供了强有力的支持。例如,较新的基因组测序技术能够提供全面的CpG位点信息,推动暴露组学和精准医学的发展。
在这一背景下,尊龙凯时将继续致力于完善相关技术,为生物医疗研究提供前沿的解决方案,以应对未来健康挑战,并推动科学研究、临床治疗与政策制定的进步。