走近作者团队

第一作者

覃家莉（兰州大学）

覃家莉，兰州大学公共卫生学院硕士研究生，导师王俊玲教授，主要探索环境污染物 (尤其是低分子量多环芳烃LMW-PAHs) 通过“肠-肺轴”等关键生物界面，对肺部健康产生毒性损害的机制，以第一作者身份发表3篇高水平论文(含SCI论文2篇、中文核心论文1篇)。

通讯作者

王俊玲 教授（兰州大学）

王俊玲教授，博士研究生导师，主要研究领域为环境毒理学，主持完成国家级项目、国际合作项目、横向项目40余项，以第一或通讯作者发表高水平论文60余篇，参编论著1部，获得甘肃省科技进步二等和三等奖。兼任中华预防医学会、中国毒理学会、中国抗癌协会多个专业委员会常务委员，甘肃省预防医学会副会长。

研究解码

多环芳烃 (Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) 广泛存在于空气中，是公认的毒性化合物。课题组前期研究结果显示长期暴露于低分子量多环芳烃 (Low-molecular-weight polycyclic aromatic hydrocarbons, LMW-PAHs) 会增加甘肃省农村女性对疾病的易感性，造成免疫紊乱。

同时近年研究表明，PAHs暴露与肠道微生物 (Gut Microbiome, GM) 之间有着紧密的联系，在胚胎时期肠道和呼吸道有共同的起源，因此在健康和疾病中可能存在相互作用。目前肠-肺轴重点关注短链脂肪酸和胆汁酸等相关代谢物，然而，关于花生四烯酸 (Arachidonic acid, AA) 代谢物在LMW-PAHs通过肠-肺轴诱发肺部炎症的研究尚少见报道。因此，本研究通过建立动物模型，采用16S rRNA测序及代谢组学方法以期探明菲 (Phenanthrene, Phe) 和芴 (Fluorene, Flu) 对肠道菌群及其代谢物谱变化的影响，同时筛选出具有潜在影响作用的微生物和代谢物，并探讨菌群失调诱导肺部炎症的可能机制，从而更加深入明确Phe和Flu的健康风险。

对话实录

1. 请问您是如何确定选题的？是什么启发您选择这个特定的研究方向或问题？

本研究的选题源于对低分子量多环芳烃 (LMW-PAHs) 在环境中广泛存在及其潜在健康影响的长期关注。尽管以往研究多集中于高分子量PAHs的致癌性，但近年来越来越多的证据表明，LMW-PAHs (如菲和芴) 在低剂量长期暴露下也可能引发炎症反应和免疫失调。然而，其具体的毒性机制仍不明确。

启发我们选择这一方向的几个关键因素包括：

流行病学观察：在西北农村地区，冬季燃煤取暖导致室内PAHs浓度显著升高，其中LMW-PAHs占主导。已有研究提示PAHs暴露与肠道菌群改变相关，但肠道与肺部之间的交互作用在PAHs毒性中的作用尚未系统探讨。

“肠-肺轴”理论的兴起：近年来，肠道菌群通过代谢物调控远端器官 (如肺) 免疫的功能逐渐被揭示，但多数研究集中于短链脂肪酸等已知代谢物。花生四烯酸代谢途径在肠-肺通讯中的作用却被忽视。

机制空白：虽然已有研究证实LMW-PAHs可引起肺部炎症，但其是否通过肠道菌群-代谢物-肺轴调控炎症反应，尤其是通过AA代谢通路介导的机制，尚缺乏系统研究。

因此，我们提出假设：LMW-PAHs通过扰乱肠道菌群与代谢平衡，激活AA代谢通路，进而经“肠-肺轴”诱发肺部炎症。为验证这一假设，我们采用多组学整合分析 (16S rRNA测序与非靶向代谢组学) 结合动物模型，系统阐释菲与芴的毒性机制，以填补该领域的知识空白，并为环境污染物健康风险评估提供新视角。

2. 请问您是如何选择研究方法的？它如何帮助解决您的研究问题与假设？

本研究的核心在于揭示低分子量多环芳烃 (LMW-PAHs) 通过“肠-肺轴”诱发肺部炎症的分子机制。首先，我们构建了模拟人类长期低剂量暴露的雌性Wistar大鼠模型，设置不同剂量组以观察剂量效应；通过组织病理学和Western Blot从形态与蛋白水平评估肺与肠道屏障损伤及炎症通路 (如PI3K/AKT、MAPK/ERK) 的激活；利用16S rRNA测序解析肠道菌群的结构与多样性变化，并通过非靶向代谢组学 (LC-QTOF) 全面筛选肺和肠道内容物中的差异代谢物，结合KEGG富集分析锁定关键代谢通路——特别是花生四烯酸 (AA) 代谢；最后，运用WGCNA等多组学关联分析方法，构建“肠道菌群-代谢物-肺部表型”的调控网络。这一方法体系不仅层层验证了“肠道屏障破坏—菌群失调—代谢重编程—远端肺部炎症”的因果链条，还明确了AA代谢物通过激活FP受体及其下游信号通路驱动炎症的具体机制，从而完整回答了研究假设，并为环境污染物跨器官毒性机制的解析提供了方法学范式。

3. 您是如何处理数据的？在数据分析中如何确保结果的准确性与可信度？

本研究在数据处理与分析中严格遵循标准化流程与多层次质控原则：原始数据经质量过滤、归一化与校正后，采用参数与非参数检验相结合的方法进行统计分析，并通过多变量模型 (如OPLS-DA) 验证其稳健性；通过设置生物学重复、内参对照及随机分组减少偏倚，关键结果经过多组学交叉验证 (如菌群与代谢物关联分析) 与下游分子实验 (如Western blot) 的功能佐证，同时公开分析方法与参数以确保可重复性，从而全面保障了研究结论的准确性与可信度。

4. 您认为本研究存在哪些局限性？

本研究存在以下几方面局限性：机制上，肠道菌群与代谢物的作用主要基于相关性分析，尚未通过无菌动物或代谢物补充实验直接验证因果性；实验模型仅使用雌性大鼠，结论外推至其他性别或物种时需谨慎；氧化应激指标未测定GSH/GSSG比值，代谢组学也未对关键AA代谢物进行绝对定量；此外，单一的灌胃暴露途径未能完全模拟真实环境中的多途径混合暴露，且缺乏时间动态数据以揭示过程的演变规律。这些局限为未来研究的深化提供了明确方向。

5. 在论文写作过程中，您认为有哪些需要注意的问题？

在撰写论文时，关键是要建立从问题提出到结论推导的完整逻辑闭环，并确保方法描述足够细致以供他人复现；结果需与讨论有机融合，借助图表直观呈现数据，同时结合文献深化机制解读；行文应使用准确、规范的学术语言，清晰承认研究的局限性；最后，严格遵守学术伦理与期刊格式要求，全面体现工作的科学严谨性与价值。

6. 您认为在未来研究中，有哪些值得进一步探讨的方向？

未来研究可从以下几个方向深化：在机制上，需通过无菌动物移植、代谢物干预及细胞特异性基因操作，直接验证关键菌群与AA代谢物的因果作用及信号通路的细胞来源；在模型上，应拓展多性别、多物种及多污染物共暴露模型，以更真实模拟环境暴露的复杂性；技术上可引入单细胞与空间组学，实现动态监测与高分辨机制解析；转化层面应探索靶向菌群或代谢通路的干预策略，并在人群队列中验证其生物标志物潜力；最终通过多组学整合与系统建模，揭示环境‑基因‑微生物互作的跨尺度调控网络，推动肠‑肺轴研究向精准环境健康科学迈进。

阅读原文：https://www.mdpi.com/2305-6304/13/12/1017

• Toxics 期刊介绍

主编：Demetrio Raldúa, IDAEA-CSIC, Spain

期刊发表与有毒有害化学物质和材料相关的学术文章，主题范围涵盖毒理学、生态毒理学、环境科学、环境工程、环境化学和流行病学等学科。期刊已被Web of Science、PubMed和Scopus等多个数据库收录。目前期刊位于JCR毒理学一区和环境科学二区。

2024 Impact Factor：4.1

2024 CiteScore：6.4

Time to First Decision：17.8 Days

Acceptance to Publication：2.4 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/toxics