金属污染已成为世界范围内普遍存在的问题，尤其对生态系统完整性和生物健康构成重要威胁。陈兵教授自2019年成立逆境适应整合生物学团队以来，围绕重金属胁迫及其健康效应开展了系列研究，如调查研究了白洋淀流域和雄安新区的土壤重金属污染特征（环境科学，2022），发现城市化驱动土壤重金属特征变化规律，初步评估了该区域污染的健康风险（Science of the Total Environment，2023）。

团队进一步研究了重金属造成生物健康危害的分子机制。过去重金属毒性机制的研究主要集中在蛋白质编码基因上，而大多数基因组转录本是长链非编码RNA（lncRNA）。尽管lncRNA在许多生物过程中发挥重要的调节作用，但其在重金属胁迫调节中的作用知之甚少。

本研究利用果蝇胚胎来源的S2细胞，对两种必需重金属（铜、锌）和两种非必需重金属（铬、铅）诱导的lncRNAs进行了全基因组筛选和功能表征。发现四种重金属可以共同诱导41个lncRNA和328个mRNA。LncRNA-mRNA共表达网络和通路富集分析表明，lncRNA参与了重金属胁迫下的解毒代谢、昼夜节律和凋亡调节通路。更重要的是，其中一个受4种重金属诱导显著上调的lncRNA即CR44138与凋亡途径相关。表达干扰证实，CR44138加重了重金属胁迫下细胞毒性诱导的细胞凋亡。这项研究强调了lncRNA在调节细胞对重金属的反应中的重要作用，也为发现重金属污染物对生物体毒性作用的新调控机制和开发新诊断性生物标志物奠定了基础。

上述研究成果发表于国际期刊Environmental Pollution（2023，IF = 9.99，五年IF = 10.37）。该团队硕士研究生郭博洋为论文第一作者，陈兵为通讯作者，河北大学为第一署名单位。工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金资助和河北大学高层次引进人才项目经费的支持。

文献出处：

1) Guo, B., Li, T., Wang, L., Liu, F., and Chen, B. (2023). Long non-coding RNAs regulate heavy metal-induced apoptosis in embryo-derived cells. Environmental Pollution, 121956.

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121956

2) Zheng, F., Guo, X., Tang, M., Zhu, D., Wang, H., Yang, X., and Chen, B. (2023). Variation in pollution status, sources, and risks of soil heavy metals in regions with different levels of urbanization. Science of The Total Environment 866, 161355. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161355.