【摘要】：大氣顆粒物(Atmospheric particulate matter,PM)是指大氣中的固體或液體顆粒狀物質。大氣顆粒物污染對人體健康損害已成為全球公共衛(wèi)生領域的突出問題。2013年全球疾病負擔報告表明,大氣顆粒物污染可以導致290萬人死亡以及6,970萬傷殘調整生命年。大氣顆粒物對人體健康的影響與粒徑大小和化學成分有關,其中細顆粒物是指空氣動力學直徑小于或等于2.5μm的顆粒物,即PM2.5。由于其粒徑較小以及攜帶化學成分的復雜性,PM2.5已成為國內外對顆粒物致健康危害的研究重點。大量流行病學研究表明,PM2.5會增加人類心肺疾病的發(fā)病率和死亡率,并成為肺癌發(fā)病的危險因素之一。近年來研究表明,PM2.5暴露可以引起全基因組DNA甲基化模式的改變,進而參與PM2.5致健康損害的效應。在哺乳動物中,DNA甲基化主要發(fā)生在DNA 分子 5'-胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸(Cytosine-phosphate-guanine,CpG)序列上,即在CpG位點的胞嘧啶(C)第5位碳原子加上一個甲基基團,形成5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)。全基因組DNA甲基化對環(huán)境暴露敏感,與基因組不穩(wěn)定和基因表達相關,是疾病發(fā)生的早期事件,也是將外暴露和疾病聯(lián)系起來的重要中間環(huán)節(jié)。國內外已有部分研究探討了 PM2.5暴露與全基因組DNA甲基化的關系,然而,由于PM2.5暴露評價方法不同(主要是固定位點采樣,基于個體采樣的個體暴露評價方法研究相對較少)以及PM2.5中顆粒成分的復雜性等,現(xiàn)有的研究結論不一致。因此,為探索PM2.5及其顆粒成分暴露與全基因組DNA甲基化的關系,本研究擬基于中國多地區(qū)社區(qū)人群系統(tǒng)評價PM2.5個體暴露及其顆粒成分(多環(huán)芳烴)暴露與全基因組DNA甲基化的關聯(lián),并進一步從血漿代謝產(chǎn)物和遺傳變異兩個方面,分析全基因組DNA甲基化模式改變的可能機制。本項研究中的研究對象來自于中國南部,中部和北部地區(qū)的307例健康個體(珠海110人、武漢118人和天津79人)。首先通過個體疫采樣器收集并評價所有研究對象24小時PM2.5個體暴露水平,采用酶聯(lián)免吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測外周血白細胞全基因組DNA甲基化水平,分析PM2.5個體暴露與全基因組DNA甲基化水平的相關性;然后采用氣相色譜-質譜(Gas chromatographic mass spectrometry,GC-MS)和液相色譜-串聯(lián)質譜(Liquid chromatography in tandem with mass spectrometry,LC-MS)分別檢測天津人群PM2.5個體暴露樣品的顆粒成分——14種多環(huán)芳烴成分(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)以及血漿代謝譜,分析多環(huán)芳烴成分與全基因組DNA甲基化關系,以及血漿代謝產(chǎn)物在多環(huán)芳烴成分和全基因組甲基化關系中的中介效應;最后結合基因型-組織表達(Genotype-Tissue Expression,GTEx http://www.gtexportal.org/)數(shù)據(jù)庫中外周血的表達數(shù)量性狀(expression quantitative trait loci,eQTL)數(shù)據(jù)和 Illumina Human Exome BeadChip 平臺分析遺傳變異在全基因組DNA甲基化改變中的作用。通過多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn),天津人群中PM2.5個體暴露與全基因組DNA甲基化水平呈現(xiàn)正相關(β = 0.0019,P 0.0008),在三個地區(qū)進行meta分析后,關聯(lián)仍具有統(tǒng)計學意義(β = 0.0017,P = 0.0005)。進一步對天津人群PM2.5暴露的多環(huán)芳烴成分分析后,發(fā)現(xiàn)二苯并(a,h)蒽(Dibenzo(a,h)anthracene,DBa)暴露與全基因組DNA甲基化水平存在統(tǒng)計學意義的關聯(lián)(β = 0.2163,P=0.0003);結合血漿代謝譜結果的分析表明,二苯并(a,h)蒽暴露與血漿�；撬崴骄哂酗@著相關性(β = 0.2630,P = 3.1896×10-5),同時�；撬嵋才c全基因組DNA甲基化顯著相關(β = 0.3794,P = 0.0004)。中介分析結果進一步提示,�；撬嵩诙讲�(a,h)蒽暴露引起全基因組DNA甲基化改變過程中可能發(fā)揮部分中介效應(P Sobel = 0.0416)。此外,還發(fā)現(xiàn)�；撬岽x關鍵酶谷氨酰轉肽1(Glutamyltranspeptidase1,GGT1)的 eQTL 位點-rs2070457(CA)可通過影響GGT1的mRNA表達水平,進而影響全基因組DNA甲基化水平(βmeta=-0.4264,P meta= 6.4169× 10-5)。本研究首次在中國多地區(qū)健康人群中發(fā)現(xiàn)PM2.5個體暴露與全基因組DNA甲基化相關,進一步對顆粒成分解析后,發(fā)現(xiàn)二苯并(a,h)蒽對全基因組DNA的高甲基化效應最強,而且血漿�；撬峥赡茉诙讲�(a,h)蒽引起的DNA甲基化改變中發(fā)揮部分中介作用,同時rs2070457也可能通過改變GGT1表達參與�；撬岽x通路進而影響全基因組DNA甲基化改變。本研究結果為PM2.5個體暴露致健康損害的機制研究提供了新視角。
【圖文】：

邐南京醫(yī)科大學博士學位論文逡逑圖１所示。在基于ＤＮＡ樣本質量控制后的３０７個樣本中，首先剔除在全部樣本逡逑中基因型分型成功率小于９５％的３２３個ＳＮＰｓ位點；然后根據(jù)樣本中的基因型分逡逑布，剔除不符合邋Ｈａｒｄｙ邋Ｗｅｉｎｂｅｒｇ邋平衡（Ｈａｒｄｙ邋Ｗｅｉｎｂｅｒｇ邋ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ，邋ＨＷＥ）的邋２，，０４４逡逑個ＳＮＰｓ位點（小于１．０邋ｘ邋ｌ0＿３）；接著剔除６個基因分型成功率低于９５％的個體；逡逑最后剔除１１個Ｘ染色體上的ＳＮＰ位點，最終共納入３０１名研究對象，共２３８，９２７逡逑個ＳＮＰｓ符合質量控制標準。逡逑４．統(tǒng)計分析逡逑由于全基因組ＤＮＡ甲基化數(shù)據(jù)和血漿代謝產(chǎn)物均不滿足正態(tài)分布，因此采逡逑用逆正態(tài)分布（ｉｎｖｅｒｓｅ－ｎｏｒｍａｌ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ，邋ＩＮＴ）將其轉換為正態(tài)分布后進行后逡逑續(xù)分析［６９，邋７３，邋７４］。通過多元線性回歸首先在每個地區(qū)分析調整年齡、性別、吸逡逑煙情況（年包）和體質指數(shù)前后，ＰＭ２．５個體暴露和全基因組ＤＮＡ甲基化的關逡逑系，再對三個地區(qū)的結果進行ｍｅｔａ分析合并，如果三地區(qū)結果不存在異質性（異逡逑質性檢驗Ｐ＞0．0５）則采用固定效應模型

邐南京醫(yī)科大學博士學位論文逡逑（（３＝０．１４７２，尸＝邋０．０２２４），提示�；撬峥赡軆H起到部分中介效應，Ｓｏｂｅｌ檢驗的逡逑結果也證實了�；撬峥赡茉诙讲ⅲǎ�，ｈ）蒽（ＤＢａ）引起的全基因組ＤＮＡ甲基逡逑化改變中起到中介作用（Ｐ邋＝邋０．０４１６）。逡逑（Ａ）邐（Ｂ）邋邐逡逑
【學位授予單位】：南京醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R122

【參考文獻】

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1 包振虎;劉濤;駱繼花;孫建國;;我國環(huán)境空氣質量時空分布特征分析[J];地理信息世界;2014年06期

2 趙輝;鄭有飛;吳曉云;徐靜馨;;我國典型區(qū)域PM2.5化學組分特征及來源解析[J];科學技術與工程;2014年31期

3 程念亮;李云婷;孟凡;程兵芬;;我國PM_(2.5)污染現(xiàn)狀及來源解析研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2014年15期

4 闞海東;鄔堂春;;我國大氣污染對居民健康影響的回顧和展望[J];第二軍醫(yī)大學學報;2013年07期

5 高文康;唐貴謙;姚青;劉子銳;王輝;王躍思;;天津重污染期間大氣污染物濃度垂直分布特征[J];環(huán)境科學研究;2012年07期

6 郭琳;何宗健;尹麗;;南昌市夏季PM_(2.5)中多環(huán)芳烴來源解析[J];環(huán)境污染與防治;2010年11期

7 周劍;白志鵬;張杰峰;游燕;牛璨;;空氣顆粒物人體暴露來源解析研究進展[J];環(huán)境與健康雜志;2009年12期

本文編號：2627303