通过PAI-TOFMS通过机器学习算法辅助的臭氧暴露小鼠中呼出的生物标志物的超敏感分析
Teng Yang1, Zhen Li2, Siwei Chen1
1National Engineering Laboratory for VOCs Pollution Control Material & Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China.
Journal of hazardous materials
|March 30, 2024
概括
地平面的臭氧暴露会导致肺部损伤. 研究人员在暴露于臭氧的小鼠中发现了新的呼气生物标志物,如乙二和硫化,有助于理解和管理健康风险.
科学领域:
- 环境健康 环境健康
- 肺部医学 肺部医学
- 生物标志物发现发现
背景情况:
- 地平面臭氧是一个重要的空气污染物,加剧呼吸道疾病,如喘和支气管炎.
- 将臭氧暴露与呼气变化和肺损伤联系在一起的确切机制尚未确定.
- 了解这些联系对于开发有效的干预措施来应对臭氧引起的健康影响至关重要.
研究的目的:
- 在小鼠模型中识别出新的呼气生物标志物,表明臭氧暴露.
- 调查臭氧引起的肺损伤与特定排出的挥发性有机化合物 (VOC) 之间的关系.
- 为了比较臭氧诱导的生物反应和生物标志物概况在基因上不同的小鼠菌株.
主要方法:
- 使用超敏感的光诱导关联电离飞行时间质谱仪来检测呼出的生物标志物.
- 采用机器学习算法来分析质谱数据并识别不同的离子峰值.
- 肺组织特征的综合分析,氧化应激标志物,以及呼出的呼吸凝结物中的自由基信号.
- 对C57BL/6小鼠和免疫缺陷NPI小鼠的臭氧暴露效应进行比较.
主要成果:
- 在暴露于臭氧的小鼠的呼气中,确定了与乙二,丁二和硫化相应的特定离子峰值.
- C57BL/6小鼠显示显著的肺炎,氧化应激和心脏损伤,以及可检测的自由基信号.
- 免疫缺陷NPI小鼠对类似的臭氧暴露水平表现出最小的肺和心脏反应.
- 观察到不同的呼气生物标志物概况与两种小鼠菌株之间的差异性生物反应相关.
结论:
- 新的呼气生物标志物,包括乙和硫化,在对臭氧暴露的反应中被确定.
- 在C57BL/6和NPI小鼠模型中,臭氧诱导的肺损伤途径和易感性显著不同.
- 将生物标志物发现与详细的生物病理分析相结合,为针对臭氧相关健康风险的有针对性策略提供了基础.
