【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(zhì)。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(lǐng)域的突出問題。2013年全球疾病負(fù)擔(dān)報(bào)告表明,大氣顆粒物污染可以導(dǎo)致290萬人死亡以及6,970萬傷殘調(diào)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(xué)成分有關(guān),其中細(xì)顆粒物是指空氣動力學(xué)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(xué)成分的復(fù)雜性,PM2.5已成為國內(nèi)外對顆粒物致健康危害的研究重點(diǎn)。大量流行病學(xué)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(xiǎn)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(jìn)而參與PM2.5致健康損害的效應(yīng)。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(diǎn)的胞嘧啶(C)第5位碳原子加上一個(gè)甲基基團(tuán),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(dá)相關(guān),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(nèi)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(guān)系,然而,由于PM2.5暴露評價(jià)方法不同(主要是固定位點(diǎn)采樣,基于個(gè)體采樣的個(gè)體暴露評價(jià)方法研究相對較少)以及PM2.5中顆粒成分的復(fù)雜性等,現(xiàn)有的研究結(jié)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(guān)系,本研究擬基于中國多地區(qū)社區(qū)人群系統(tǒng)評價(jià)PM2.5個(gè)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(guān)聯(lián),并進(jìn)一步從血漿代謝產(chǎn)物和遺傳變異兩個(gè)方面,分析全基因組DNA甲基化模式改變的可能機(jī)制。本項(xiàng)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(gè)體(珠海110人、武漢118人和天津79人)。首先通過個(gè)體疫采樣器收集并評價(jià)所有研究對象24小時(shí)PM2.5個(gè)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(xì)胞全基因組DNA甲基化水平,分析PM2.5個(gè)體暴露與全基因組DNA甲基化水平的相關(guān)性;然后采用氣相色譜-質(zhì)譜(Gas chromatographic mass spectrometry,GC-MS)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(Liquid chromatography in tandem with mass spectrometry,LC-MS)分別檢測天津人群PM2.5個(gè)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(guān)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(guān)系中的中介效應(yīng);最后結(jié)合基因型-組織表達(dá)(Genotype-Tissue Expression,GTEx http://www.gtexportal.org/)數(shù)據(jù)庫中外周血的表達(dá)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(gè)體暴露與全基因組DNA甲基化水平呈現(xiàn)正相關(guān)(β = 0.0019,P 0.0008),在三個(gè)地區(qū)進(jìn)行meta分析后,關(guān)聯(lián)仍具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(β = 0.0017,P = 0.0005)。進(jìn)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(jì)學(xué)意義的關(guān)聯(lián)(β = 0.2163,P=0.0003);結(jié)合血漿代謝譜結(jié)果的分析表明,二苯并(a,h)蒽暴露與血漿牛磺酸水平具有顯著相關(guān)性(β = 0.2630,P = 3.1896×10-5),同時(shí)�；撬嵋才c全基因組DNA甲基化顯著相關(guān)(β = 0.3794,P = 0.0004)。中介分析結(jié)果進(jìn)一步提示,牛磺酸在二苯并(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(yīng)(P Sobel = 0.0416)。此外,還發(fā)現(xiàn)�；撬岽x關(guān)鍵酶谷氨酰轉(zhuǎn)肽1(Glutamyltranspeptidase1,GGT1)的 eQTL 位點(diǎn)-rs2070457(CA)可通過影響GGT1的mRNA表達(dá)水平,進(jìn)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(gè)體暴露與全基因組DNA甲基化相關(guān),進(jìn)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(yīng)最強(qiáng),而且血漿牛磺酸可能在二苯并(a,h)蒽引起的DNA甲基化改變中發(fā)揮部分中介作用,同時(shí)rs2070457也可能通過改變GGT1表達(dá)參與�；撬岽x通路進(jìn)而影響全基因組DNA甲基化改變。本研究結(jié)果為PM2.5個(gè)體暴露致健康損害的機(jī)制研究提供了新視角。
【圖文】：

邐南京醫(yī)科大學(xué)博士學(xué)位論文逡逑圖１所示。在基于ＤＮＡ樣本質(zhì)量控制后的３０７個(gè)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(gè)ＳＮＰｓ位點(diǎn)；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(gè)ＳＮＰｓ位點(diǎn)（小于１．０邋ｘ邋ｌ0＿３）；接著剔除６個(gè)基因分型成功率低于９５％的個(gè)體；逡逑最后剔除１１個(gè)Ｘ染色體上的ＳＮＰ位點(diǎn)，最終共納入３０１名研究對象，共２３８，９２７逡逑個(gè)ＳＮＰｓ符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。逡逑４．統(tǒng)計(jì)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(zhuǎn)換為正態(tài)分布后進(jìn)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(gè)地區(qū)分析調(diào)整年齡、性別、吸逡逑煙情況（年包）和體質(zhì)指數(shù)前后，ＰＭ２．５個(gè)體暴露和全基因組ＤＮＡ甲基化的關(guān)逡逑系，再對三個(gè)地區(qū)的結(jié)果進(jìn)行ｍｅｔａ分析合并，如果三地區(qū)結(jié)果不存在異質(zhì)性（異逡逑質(zhì)性檢驗(yàn)Ｐ＞0．0５）則采用固定效應(yīng)模型

邐南京醫(yī)科大學(xué)博士學(xué)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(yīng)，Ｓｏｂｅｌ檢驗(yàn)的逡逑結(jié)果也證實(shí)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(xué)位授予單位】：南京醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2627303