《Environment International》：Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and aging acceleration: Unraveling the underlying mechanisms and the role of AKT1 via integrative methods
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本研究针对多环芳烃(PAHs)暴露与衰老加速的关联机制这一重要公共卫生问题，通过武汉-珠海队列的重复测量研究，首次揭示了PAHs代谢物(如3-OHPh、1-OHP等)与临床衰老指标(KDM_AA、PHE_AA)和甲基化衰老指标(Levine_AA、Zhang_AA)的正向关联。研究人员创新性地结合网络毒理学和基因-环境交互分析，发现AKT1是PAHs致衰老的关键靶点，为环境污染物健康风险评估提供了重要证据。该成果发表于《Environment International》，对制定老龄化社会的环境干预策略具有重要科学价值。
随着全球老龄化进程加速，如何实现健康老龄化已成为重大公共卫生挑战。环境污染物作为影响衰老进程的重要外部因素，日益受到科学界关注。其中，多环芳烃(PAHs)作为广泛存在的持久性有机污染物，主要来源于燃料燃烧、生物质燃烧以及烹饪过程，其在老年人群中的暴露水平呈现上升趋势。然而，PAHs暴露对生物衰老的具体影响及其内在机制尚不明确，特别是缺乏基于普通人群的大规模前瞻性研究证据。
为解决这一科学问题，华中科技大学公共卫生学院的研究团队在《Environment International》发表了创新性研究成果。该研究基于武汉-珠海队列的7407次观察数据，采用重复测量设计，系统探讨了PAHs暴露与衰老加速的关联及其机制。
研究人员采用多种关键技术方法开展研究：通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)定量检测尿液中10种单羟基多环芳烃(OH-PAHs)代谢物水平；利用临床参数构建Klemera-Doubal方法(KDM)年龄和表型年龄(PHE)，并通过DNA甲基化芯片数据计算Levine年龄和Zhang年龄等四种衰老加速指标；采用网络毒理学方法筛选PAHs与衰老的交叉基因，通过蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络识别核心靶点；运用分子对接技术分析PAHs代谢物与靶蛋白的结合特性；最后通过基因-环境交互分析验证AKT1基因多态性与OH-PAHs对衰老加速的联合作用。
3.1. 基本特征
研究人群平均年龄55.14岁，女性占66.79%。ΣOH-PAHs中位数为4.62 μg/mmol Cr，表明研究人群存在明显的PAHs暴露。
3.2. OH-PAHs与衰老加速的横断面关联
多数OH-PAHs与衰老加速呈显著正相关。例如，2-OHNa、9-OHFlu、2-OHFlu等代谢物每增加1个自然对数单位，KDM_AA分别增加0.548、0.386、0.599年。类似关联也见于甲基化衰老指标，9-OHFlu、2-OHFlu等与Levine_AA和Zhang_AA均呈正相关。
3.3. OH-PAHs与衰老加速的纵向关联
纵向分析显示，1-OHPh与KDM_AA和PHE_AA的年变化率分别为0.778和0.387年/年。3-OHPh与KDM_AA的年变化率为0.506年/年。甲基化衰老指标中，9-OHPh和1-OHP与Zhang_AA的年变化率分别为0.020和0.015年/年。分层分析发现关联在男性和饮酒者中更为明显。
3.4. 潜在机制和菲相关的核心靶点分子
选择菲进行深入机制探讨，因其在横断面和纵向分析中均显示与多种衰老指标相关。网络毒理学筛选出51个PAHs与衰老的交叉基因，PPI网络分析确定AKT1为核心靶蛋白。分子对接显示菲的活性代谢物菲-1,2-二醇-3,3-环氧化物与AKT1蛋白具有良好结合活性，结合能为-4.309 kcal/mol，并在ARG-96和Glu-66残基形成两个氢键。富集分析提示白细胞介素(IL)信号通路显著富集，表明炎症反应在PAHs致衰老过程中发挥重要作用。
3.5. 3-OHPh和1-OHPh与AKT1多态性对衰老加速的联合作用
基因-环境交互分析发现，AKT1基因的rs149938880、rs2494737和rs2494740位点与OH-PAHs存在显著交互作用。携带高风险基因型且高PAHs暴露的个体衰老加速更为明显，如同时携带高3-OHPh和高风险基因型的个体，KDM_AA年变化率达2.488-2.885年/年。
讨论与结论部分指出，本研究首次提供了PAHs暴露与生物衰老加速的时序性证据，发现高分子量PAHs(如菲和芘)的代谢物与衰老加速关联尤为显著。机制研究表明，AKT1是PAHs致衰老过程的关键分子靶点，其可能通过调节炎症反应、细胞自噬等通路促进衰老进程。基因-环境交互分析进一步证实AKT1基因多态性可修饰PAHs暴露的衰老效应。
该研究的创新点在于首次采用整合方法从流行病学、计算生物学和分子生物学多层面揭示PAHs暴露的衰老效应机制，为环境污染物作为"老年致病因子"(gerontogens)提供了有力证据。研究成果对制定针对性的衰老干预策略，特别是对遗传易感人群的环境暴露管理具有重要指导意义。未来需要进一步开展体外和体内实验验证AKT1在PAHs致衰老过程中的具体分子机制，为健康老龄化提供科学依据。
