職業(yè)性鋁接觸與組蛋白賴(lài)氨酸甲基化修飾關(guān)系的研究.pdf

1、目的：
　　本次研究采用分子流行病學(xué)方法在職業(yè)性鋁接觸人群中開(kāi)展研究，評(píng)估長(zhǎng)期職業(yè)性鋁接觸人群認(rèn)知功能改變情況，分析血鋁與外周血淋巴細(xì)胞H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3及血漿BDNF、EGR1蛋白水平之間的關(guān)系，初步探討長(zhǎng)期職業(yè)性鋁接觸引起的組蛋白賴(lài)氨酸甲基化譜改變情況，為長(zhǎng)期鋁暴露的分子流行病學(xué)研究提供參考依據(jù)，并為以后研究上述指標(biāo)是否可作為從外周血水平對(duì)鋁的神經(jīng)毒性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和早期診斷的替代生物標(biāo)志物提供人群分子

2、流行病學(xué)依據(jù)。
　　方法：
　　采用整群抽樣的方式，選擇山西某鋁廠(chǎng)電解鋁車(chē)間100例男性工人作為暴露組、熱電車(chē)間135例男性工人作為對(duì)照組。采用自行設(shè)計(jì)的職業(yè)流行病學(xué)調(diào)查問(wèn)卷：簡(jiǎn)短精神狀態(tài)量表（MMSE)、數(shù)字廣度測(cè)試[ DST，包括正序測(cè)試（DSFT）和倒序測(cè)試(DSBT）]、畫(huà)鐘試驗(yàn)（CDT）、物體記憶測(cè)驗(yàn)（FOME）、言語(yǔ)流暢性測(cè)驗(yàn)（VFT）等進(jìn)行調(diào)查，收集研究對(duì)象的一般情況并進(jìn)行認(rèn)知功能評(píng)分；采集調(diào)查對(duì)象的空腹肘靜脈

3、血液，分離血漿并提取淋巴細(xì)胞，-80℃凍存?zhèn)溆?；采用石墨爐原子吸收法測(cè)定血鋁含量，可能由于該大型鋁廠(chǎng)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，對(duì)照組和暴露組工人的血鋁水平無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，故以血鋁水平的上下百分位數(shù)P25、P75和中位數(shù)M將研究對(duì)象分為低、中、高血鋁組；酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）方法定量檢測(cè)淋巴細(xì)胞中 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達(dá)水平和血漿BDNF、EGR1蛋白水平。
　　結(jié)果：
　　1.職業(yè)性鋁接觸工人認(rèn)知

4、功能與血漿 BDNF、EGR1的關(guān)系：（1）職業(yè)性鋁接觸工人的血鋁水平比較：接觸組工人血鋁值為（155.07?71.17）μg/L，對(duì)照組工人血鋁值為（142.94?53.80）μg/L，兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=1.488, P>0.05）。下四分位數(shù)P25為100.14?g/L、中位數(shù)M為134.36?g/L、上四分位數(shù)P75為178.96?g/L，故按照血鋁水平的四分位數(shù)：M（P25，P75）為134.36（100.14，178.

5、96）?g/L，將所有研究對(duì)象分為低血鋁組82.88（72.69，92.40）?g/L、中血鋁組134.46（115.74，154.68）?g/L和高血鋁組228.59（204.91，263.87）?g/L。（2）不同血鋁水平工人的基本情況比較：不同血鋁水平工人在年齡、工齡、受教育程度及吸煙、飲酒方面，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。（3）不同血鋁水平工人的認(rèn)知功能評(píng)價(jià)：不同血鋁水平工人的MMSE、DSFT、DSBT、DST得分不

6、同，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。高血鋁組工人 MMSE、DSFT、DSBT、DST的平均得分均分別低于低血鋁組工人的平均得分，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；中血鋁組工人MMSE、DSBT、DST的平均得分均分別低于低血鋁組工人的平均得分，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。（4）血鋁與認(rèn)知功能的相關(guān)分析結(jié)果顯示：血鋁水平和認(rèn)知功能之間具有不同程度的相關(guān)性。血鋁水平與MMSE評(píng)分之間存在負(fù)相關(guān)（rs=-0.252, P

7、<0.01），與DSFT評(píng)分之間存在負(fù)相關(guān)（rs=-0.197，P<0.01），與DST評(píng)分之間存在負(fù)相關(guān)性（rs=-0.181，P<0.01），說(shuō)明隨著血鋁水平的升高，認(rèn)知功能評(píng)分中的MMSE、DSFT、DST得分均呈降低趨勢(shì)。（5）影響認(rèn)知功能的多因素回歸分析結(jié)果顯示；血鋁、年齡、工齡、受教育程度分別被納入回歸方程，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明年齡、工齡、受教育程度均可能影響認(rèn)知功能。（6）工人血漿BDNF、EGR1蛋白水平分層分析結(jié)果顯

8、示：不同血鋁組工人血漿BDNF蛋白（F=5.385，P=0.005）表達(dá)量、EGR1蛋白（F=6.853，P=0.001）表達(dá)量不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與低血鋁組相比，高、中血鋁組工人血漿 BDNF表達(dá)量均分別降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。高血鋁組工人血漿EGR1蛋白表達(dá)量分別低于低、中血鋁組工人血漿EGR1蛋白表達(dá)量，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。但是按照年齡、工齡、受教育程度分層分析后，結(jié)果均顯示：血漿BDNF

9、、EGR1蛋白水平在各組間表達(dá)量差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。（7）血鋁、BDNF、EGR1蛋白及認(rèn)知功能的相關(guān)性分析結(jié)果：血鋁水平、BDNF、EGR1和認(rèn)知功能之間具有不同程度的相關(guān)性。血鋁水平與 BDNF蛋白、EGR1蛋白水平之間均存在負(fù)相關(guān)性（r=-0.214，P<0.01、r=-0.315，P<0.01），說(shuō)明隨著血鋁水平的升高，BDNF和EGR1的表達(dá)量均呈下降趨勢(shì)；BDNF蛋白水平與MMSE評(píng)分之間存在正相關(guān)性（rs=0.140， P

10、<0.05），EGR1蛋白水平與MMSE評(píng)分之間存在正相關(guān)性（rs=0.201，P<0.05），說(shuō)明隨著B(niǎo)DNF、EGR1的表達(dá)量降低，MMSE評(píng)分呈降低趨勢(shì)。
　　2.職業(yè)性鋁接觸工人組蛋白賴(lài)氨酸甲基化修飾改變及影響分析：（1）不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞 H3K4me3水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞H3K4me3的表達(dá)量不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.572，P=0.031）。高血鋁組工人H3K4me3表達(dá)量低于低

11、血鋁組H3K4me3表達(dá)量，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；高血鋁組H3K4me3表達(dá)量低于中血鋁組H3K4me3表達(dá)量，中血鋁組H3K4me3表達(dá)量低于低血鋁組H3K4me3表達(dá)量，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。（2）不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞H3K9me2水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞H3K9me2的表達(dá)量不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=9.551，P=0.001）。高血鋁組工人H3K9me2表達(dá)量高于低血鋁組

12、和中血鋁組工人H3K9me2的表達(dá)量，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；中血鋁組工人H3K9me2表達(dá)量高于低血鋁組工人H3K4me3表達(dá)量，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。（3）不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞H3K27me3水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細(xì)胞 H3K27me3的表達(dá)量不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3.641，P=0.028）。高血鋁組工人H3K27me3的表達(dá)量高于低血鋁組工人 H3K27me3的表達(dá)量，差異

13、有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。（4）淋巴細(xì)胞 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3與血鋁的相關(guān)性分析：H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達(dá)量和血鋁之間存在不同程度的相關(guān)性。其中 H3K4me3和血鋁之間呈負(fù)相關(guān)（r=-0.307，P<0.01），說(shuō)明隨著血鋁水平的升高，職業(yè)性鋁接觸工人外周血淋巴細(xì)胞H3K4me3表達(dá)量降低；H3K9me2、H3K27me3與血鋁之間均呈正相關(guān)（r=0.329、r=0.387，

14、均 P<0.01），說(shuō)明隨著血鋁水平升高，職業(yè)性鋁接觸工人外周血淋巴細(xì)胞H3K9me2、H3K27me3表達(dá)量也升高。（5）BDNF、EGR1和H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3的相關(guān)分析結(jié)果：BDNF、EGR1蛋白水平和 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達(dá)量之間存在不同程度的相關(guān)性。其中BDNF、EGR1和H3K4me3之間均呈正相關(guān)（r=0.202，P<0.05、r=0.361，P<0.01），說(shuō)明隨

15、著 H3K4me3表達(dá)量的降低，BDNF、EGR1兩種蛋白的表達(dá)量也降低；BDNF和 H3K9me2之間呈負(fù)相關(guān)（r=-0.286，P<0.01），說(shuō)明隨著H3K9me2表達(dá)量升高，BDNF的表達(dá)量降低；EGR1和H3K27me3之間呈負(fù)相關(guān)（r=-0.241，P<0.05），說(shuō)明隨著H3K27me3表達(dá)量升高， EGR1蛋白的表達(dá)量降低。（6）血漿BDNF、EGR1蛋白影響因子的多元逐步回歸分析：BDNF與H3K4me3、H3K9me

16、2之間存在線(xiàn)性回歸關(guān)系， H3K9me2對(duì)BDNF的影響比H3K4me3對(duì)BDNF的影響大；EGR1與H3K4me3、H3K27me3之間存在線(xiàn)性回歸關(guān)系，H3K4me3對(duì)EGR1的影響比H3K27me3對(duì)EGR1的影響大。結(jié)論：
　　1.長(zhǎng)期職業(yè)性鋁接觸可引起工人認(rèn)知功能改變和血漿 BDNF、EGR1水平降低，且血鋁、認(rèn)知功能和 BDNF、EGR1之間存在一定的相關(guān)性，提示鋁可能通過(guò)影響B(tài)DNF、EGR1的表達(dá)影響認(rèn)知功能。