金属研究项目

项目 1（BioProject 社区、BPComm）

金属和混合金属暴露的生物标志物和机制

调查员：

Laurie G. Hudson，博士

黛布拉·麦肯齐博士

埃丝特·埃尔代博士

大卫·贝盖博士

埃里卡·达什纳-提图斯博士

背景：

与美洲原住民社区合作， 新墨西哥州西南部部落土地的金属暴露和毒性评估 (UNM METALS) 团队已获得与其部落土地上 1100 多个废弃铀矿 (AUM) 废物场相关的社区水平暴露和健康风险的证据。 生物监测结果证实，社区成员接触的铀和其他金属超出了国家标准，导致社区担心对健康的潜在影响。

我们的研究：

该项目解决了美洲原住民社区对接触铀和在遗留铀矿废料场发现的共生金属相关的健康影响的担忧。 我们的研究将调查受影响社区中混合金属暴露的生物学后果。 我们将使用生物监测来评估当前对混合金属和类金属的暴露。 根据初步发现和已发表的工作，我们将检验以下假设：接触与废弃铀矿相关的独特环境金属混合物会促进氧化应激和炎症反应，这些过程已知会促进免疫失调和多种慢性疾病的发展。 实验模型中的补充研究旨在确定可作为未来基于人群的干预措施的毒性机制。 

意义：

该项目响应社区关切，预计结果将 1) 深入了解环境样本中发现的、社区生物样本中未充分研究的有毒金属的生物学后果，2) 扩展有关特定金属和金属混合物影响的机械知识以及人类免疫细胞中金属相互作用的基础，3）通过实验测试基于机制的干预措施提供免受环境金属暴露保护的潜力。 我们的最终目标是利用机械科学开发介入性临床试验，以减轻持续金属暴露的健康风险。

联系人：

lhudson@salud.unm.edu

项目2（环境科学与工程项目颗粒物，ESE PM）

受采矿遗留影响的农业部落土地颗粒物中铀和共生金属的传输和生物利用度。

调查员：

Adrian Brearley 博士

Eliane El Hayek，博士

何塞·塞拉托，博士

约瑟夫·盖洛斯基博士

背景：

美国西南部的许多美洲原住民社区都居住在众多废弃铀矿 (AUM) 附近，这些铀矿在 1950 世纪 1980 年代至 2.5 年代活跃。 这些社区正在复兴废弃矿场附近土地上的农业活动，这些土地可​​能在采矿活动期间和采矿后受到风尘污染。 这些部落社区的两个重要问题是： i) 可能接触风吹、可呼吸 (PM2.5)、含金属颗粒物； ii) 在 AUM 附近的部落土地上种植的农作物是否可能代表一种对人类健康有害的潜在暴露途径。 半干旱地区的遗留铀（U）矿场受到强烈的风积（与风相关）过程的影响，影响含铀矿物粉尘的分散，引起人们对人类接触有毒粉尘可能产生负面健康影响的担忧。 了解 PMXNUMX 中铀和共存有毒金属的生物利用度和生物可及性，特别是遗留矿场产生的逃逸矿物粉尘中的纳米颗粒，对于识别受影响社区的健康风险非常重要。

我们的研究：

ESE PM 项目重点关注纳米颗粒暴露的环境风险，这源于我们的初步结果，该结果表明以前未被识别的含 U 纳米颗粒存在于一系列与 AUM 相关的不同天然材料中。 我们的研究策略将加深对以下方面的理解：a) 纳米颗粒形式的铀和部落土地上矿山废料、土壤和风吹尘埃中共存金属的起源、丰度和物理化学特征； b) 由于风吹悬浮物造成吸入暴露以及对农田和农作物的污染，导致其运输和重新分配； 3) 农业土壤的金属含量与作为潜在摄入暴露途径的农作物吸收之间的关系； 4）这些有毒金属通过根和叶系统进入农作物的吸收机制。

意义：

该项目将提供数据，以解决部落社区对遗留矿场产生的悬浮颗粒物（颗粒物）潜在暴露途径的担忧。 我们的研究结果将检验以下假设：基于 PM 中所含金属混合物的复杂物理化学特性，源自 AUM 的 PM2.5 的风吹传播代表了人类通过吸入和摄入而面临的独特暴露风险情景。 我们的研究结果将确定 AUM 场所释放的空气 PM 中的复杂金属混合物对健康造成的危害程度，并将更准确地为居住在 AUM 附近的弱势群体制定风险降低策略。 这些信息将有助于减少人类因吸入风尘和消耗农田作物而接触到的金属混合物，这些农田在采矿活跃阶段和目前可能受到矿场扬尘的污染。

联系人：

brearley@unm.edu

eelhayek@salud.unm.edu

项目 3（肠道生物项目）

摄入铀和混合金属暴露调节肠道免疫的机制  

调查员：   

Eliseo F. Castillo 博士，新墨西哥州 HSC 内科胃肠病学和肝病科 

Julie G. In 博士，新墨西哥大学 HSC 内科胃肠病学和肝病科 

背景： 

废弃铀矿 (AUM) 集中在美国西南部，其中许多位于部落土地上。 AUM 周围的美洲原住民社区表达了他们的担忧，即 AUM 场所产生的铀 (U) 和砷 (As) 暴露增加了慢性和全身性疾病的患病率，包括免疫功能障碍和癌症。 我们之前关于环境金属暴露的研究主要集中在心血管和肺部影响； 然而，我们认识到吸入性摄入会通过摄入受污染的粘液而极大地导致肠道暴露，因此我们对胃肠道 (GI) 健康感兴趣。 此外，胃肠道还很容易通过受污染的食物和水源接触环境金属。 因此，这些研究的最终目标是解决社区对接触 AUM 废物和其他硬金属矿中的混合金属导致潜在的免疫变化和源自胃肠道的疾病的担忧。 

我们的研究： 

BP Gut 的研究人员是肠道生物学和免疫学专家，他们打算确定这些环境金属如何影响肠道的三个方面。 微生物群（生活在我们肠道中的微生物）、免疫系统和肠上皮之间存在三方相互作用，维持肠道稳态和炎症之间的平衡。 这些组成部分之一的功能障碍可能会对其他两个系统以及全身健康产生深远影响。 因此，我们将利用动物模型和人类肠道类器官来解读肠道暴露于环境污染物如何破坏胃肠道健康。 

意义： 

在成人研究中，长期接触 AUM 废物中的金属混合物与高血压、糖尿病、自身免疫和肾病等疾病的风险增加有关。 这对美国西南部的美洲原住民社区产生了不成比例的影响。 我们的工作将为 U 和 As 在胃肠道生理学和疾病病理生理学中的潜在免疫毒性提供重要的机制见解。 

联系人：

ECastillo@salud.unm.edu  

JGIn@salud.unm.edu  

项目 4（肺生物项目）

吸入矿场产生的金属颗粒物会导致肺部和全身免疫失调

调查员：

艾丽西亚博尔特博士

Sarah Blossom，博士

Katherine Zychowski，博士

背景：

吸入矿场粉尘是人类接触金属混合物的潜在途径，这对居住在美国西南部四角地区废弃铀矿和硬岩矿场附近的部落社区构成了严重的健康问题。 持续性肺部炎症与多种免疫介导的炎症性疾病相关，包括自身免疫性疾病。 然而，吸入矿井产生的金属颗粒对免疫失调和自身免疫发展的贡献和程度尚不清楚。

我们的研究：

该项目的一个假设是，含有金属颗粒的矿场粉尘通过中性粒细胞过度激活导致肺部和全身免疫失调和自身免疫。 我们使用具有自身免疫倾向的小鼠进行的初步研究表明，吸入暴露于矿场粉尘会导致中性粒细胞过度活化，从而形成中性粒细胞胞外陷阱（NETosis），这是肺部炎症的重要驱动因素。 我们的研究团队利用先进的细胞和小鼠模型以及对暴露人群的健康研究，正在研究活化的中性粒细胞和 NETosis 在矿区粉尘暴露后肺部和全身免疫失调发展中的作用。

意义：

从该项目获得的信息将为与接触空气金属相关的潜在风险及其在金属介导的免疫调节和疾病中的作用提供新的见解。

联系人：

abolt@salud.unm.edu

项目5（环境科学与工程项目修复，ESE Remed）

通过整合植物-真菌共生和天然矿物质来吸收金属混合物进行生物修复

调查员：

安贾利·马尔昌达尼博士

詹妮弗·鲁杰斯博士

Eliane El Hayek，博士

何塞·塞拉托，博士

背景：

新墨西哥州金属超级基金研究中心之前的研究报告称，在我们位于普韦布洛的合作伙伴社区受采矿遗留影响的地点的水域和土壤中同时存在铀 (U)、砷 (As) 和钒 (V) 的混合物。拉古纳和纳瓦霍族。 采矿活动的负担影响了美国的各个超级基金地点，导致我们的合作伙伴社区多代人都面临金属暴露。 美国受采矿遗留影响的各种地点尚未得到充分的复垦或修复。

我们的研究：

拟议的研究将提供新颖的机制见解，从而能够开发由植物-真菌共生催化的生物反应器，以及使用天然矿物质的吸收和沉淀，以实现金属混合物的可持续生物修复。 我们的合作伙伴社区中天然存在丰富的钙矿物质，我们打算进一步评估这些矿物质如何与磷酸盐反应以固定铀和砷。 我们还将使用从合作伙伴社区地点获得的真菌分离物来确定美国西南部的相关温度应力梯度、水化学和其他环境条件，这些条件会影响植物-真菌共生对金属混合物的吸收。 我们将设计生物反应器，以确定最能促进植物相关真菌吸收金属、矿物质吸附和化学沉淀的环境条件，从而预测未来气候变化引起的生物修复潜力。

意义：

该项目将开发生物修复新技术，利用植物-真菌共生体通过矿物质吸收和沉淀来固定金属混合物。 据报道，受采矿遗留影响的自然地质矿床和超级基金地点的水和土壤中同时存在铀 (U)、砷 (As) 和钒 (V) 的混合物。 然而，很少有研究考察金属混合物在环境相关条件下的反应性。 物理化学和生物过程的整合提供了宝贵的机会，以获得对风险评估和新型生物修复技术的进步至关重要的新见解。

联系方式：

anjalim@unm.edu

jcerrato@unm.edu