《基於分子暴露組學的鉻致癌早期效應研究》是依託北京大學，由賈光擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於分子暴露組學的鉻致癌早期效應研究
- 項目負責人：賈光
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鉻致癌作用是環境和機體互動作用的結果，系統分子生物學為鉻早期致癌過程研究提供了新的手段。本研究利用流行病學橫斷面調查結合健康體檢，獲得符合入選標準的鉻鹽接觸者和非接觸者血樣，用二維電泳串聯基質輔助雷射解析電離-時間飛行質譜篩選血清差異表達蛋白並通過酶聯免疫法定量；用miRNA晶片篩選差異循環miRNA並進行PCR定量；利用甲基化特異性PCR篩選差異甲基化基因並定量。進一步通過流行病學佇列研究，驗證上述差異大分子隨鉻接觸時間和接觸水平的變化規律，結合環境暴露、生物暴露水平和問卷調查信息，對鉻接觸人群進行早期分子暴露組學分析；同時藉助胞質分裂阻滯微核試驗、姐妹染色單體交換試驗、血清8-羥基脫氧鳥嘌呤水平，分別評價機體染色體和DNA損傷程度；綜合以上數據，建立貝葉斯網路模型，模擬並分析鉻的環境-基因-早期效應相互作用網路，以其中關鍵變數作為鉻接觸和早期效應標誌物，預測鉻致癌早期效應及可能風險。
結題摘要
建立鉻酸鹽接觸人群佇列，獲得符合入選標準的血樣、尿樣和空氣濾膜。利用ICP-MS、單細胞凝膠電泳、胞質阻滯微核和ELISA測定了全血和濾膜鉻的含量、DNA和染色體損傷及血清8-羥基脫氧鳥嘌呤含量；利用液質聯用型質譜儀、miRNA晶片和時間飛行質譜等分別對鉻酸鹽接觸者差異表達血清蛋白譜、血漿miRNA表達譜、全基因組甲基化、羥甲基化及DNA損傷修復過程中關鍵基因CpG島甲基化水平進行了鑑別和分析；擴大人群樣本量，結合體外細胞實驗對上述差異表達或修飾分子進行了驗證。利用動態貝葉斯模型和生物信息學方法，對鉻酸鹽接觸致差異表達的上述分子進行了功能和互動網路分析。研究發現：①接觸者外周全血鉻水平不僅與空氣鉻濃度相關(R=0.38, P＜0.001)。還可反映機體近1.5年內的累積暴露量。接觸者在現有鉻酸鹽職業接觸限值(50μg/m3)水平下仍可觀察到肺損傷、遺傳損傷及相關因子的改變；②鉻酸鹽接觸改變的44種血清蛋白主要與機體免疫調節相關。血清C反應蛋白、音蝟因子含量分別與全血鉻呈負相關(R=-0.363, P=0.003)和正相關（R=0.526，P=0.007），有望作為鉻酸鹽接觸血清早期效應標誌物；③鉻酸鹽接觸可引起外周血全基因組低甲基化和DNA修復關鍵基因多CpG島高甲基化的改變。MGMT、HOGG1和RAD51的CpG島甲基化水平與全血鉻及遺傳損傷之間呈正相關，與其相應基因的表達量呈負相關，可作為鉻酸鹽接觸表觀遺傳效應標誌物；④鉻酸鹽接觸可引起6種miRNA表達改變，miR-3940-5p表達與全血鉻存在暴露-反應關係(y=26.3ln(Cr))。鉻可拮抗鋅-金屬反應轉錄因子調節miR-3940p宿主基因KHSRP抑制miR-3940-5p表達。進而低表達的miR-3940-5p負反饋調節XRCC2表達增加，促進同源重組修復，從而在鉻酸鹽遺傳損傷起保護作用。本研究為鉻酸鹽接觸提供了一組新的早期效應標誌物，初步明確了miRNA、甲基化修飾在鉻酸鹽致遺傳損傷中的作用，提出了更安全的全血和空氣鉻職業接觸限值，為預測六價鉻早期致癌效應及健康風險評估提供了可能，為落實鉻酸鹽接觸的一級預防提供了技術支撐。培養研究生10名，含博士6名；已發表論文21篇，其中SCI收錄11篇。特邀報告1次，分會場報告5次。
