近日，复旦大学公共卫生学院阚海东教授与陈仁杰教授课题组，开展了一项随机交叉对照研究。该研究首次采用外泌体转录组测序（RNA-seq），探索了交通空气污染暴露对人体外周血外泌体miRNA的影响。该研究以“Characterization of plasma-derived exosomal miRNA changes following traffic-related air pollution exposure: A randomized, crossover trial based on small RNA sequencing”为题发表在国际环境与健康领域著名期刊《Environmental International》杂志。
交通空气污染是城市大气污染的重要组成部分，引起了社会的广泛关注。多个研究指出，外泌体miRNA在多种疾病的发生发展过程中具有重要作用。然而，目前关于交通空气污染对外泌体miRNA的影响仍然不清楚。该研究采用随机交叉对照设计，56名健康志愿者以随机顺序先后暴露于交通污染较重的路口以及远离交通污染源的公园，每次暴露4小时，中间相隔一个洗脱期（至少2周）。暴露结束后1小时内，采集外周血，随机挑选35对样本，进行RNA-seq检测。暴露期间，马路组超细颗粒物（UFP）、黑炭（BC）、二氧化氮（NO2）以及一氧化碳（CO）的平均浓度分别约为公园组的2~4倍。研究结果显示（图1），交通污染暴露可引起271个外泌体miRNA出现显著改变；与公园组相比，马路组212个miRNA显著升高，59个miRNA显著下降。图1 交通相关空气污染暴露所致外泌体miRNA改变采用IPA软件对差异最显著的前50个miRNA进行筛选和靶基因通路富集分析，采用miRNA target filter tool对靶基因进行预测与筛选，纳入经过实验验证的靶基因进行后续分析。合计筛选到5个miRNA（miR-195-5p、miR-125b-1-3p、miR-3612、miR-24-1-5p、miR-21-5p）及242个验证后的靶基因。通路富集分析结果显示（图2），这些外泌体miRNA靶基因主要参与催化活性、心血管信号通路、炎症、免疫反应和生长因子信号通路等过程。对所筛选的差异miRNA，采用ddPCR进行进一步验证；结果显示（图3），与公园组相比，马路组miR-21-5p和miR-3612显著升高，miR-195-5p显著下降。该研究采用RNA-seq检测技术，首次揭示了交通空气污染暴露可导致外泌体miRNA出现显著改变，进而可能介导一系列系统性健康效应。本研究为未来深入探索空气污染暴露对人体健康的影响及其表观遗传机制提供了新的方向和思路。公共卫生学院博士后杜喜浩为该论文的第一作者，阚海东教授、陈仁杰教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（92043301、82030103）、上海市科学技术委员会（21TQ015）、上海市启明星扬帆计划（22YF1446000）的资助。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412022003579Du, X.; Zhang, Q.; Jiang, Y.; Zhu, X.; Zhang, Y.; Liu, C., et al. Characterization of plasma-derived exosomal miRNA changes following traffic-related air pollution exposure: A randomized, crossover trial based on small RNA sequencing. Environment international 2022:107430外泌体资讯网 研究进展|外泌体miRNA组学揭示交通空气污染影响人体健康的多条机制
