心血管發育毒性相關基因和毒物篩查及毒性通路研究

《心血管發育毒性相關基因和毒物篩查及毒性通路研究》是依託中山大學，由何雲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：心血管發育毒性相關基因和毒物篩查及毒性通路研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何雲
• 依託單位：中山大學

中文摘要

心血管疾病已成為嚴重影響我國人民健康的重大公共衛生問題。研究心血管早期發育危險因素對心血管疾病的影響具有重要意義。當前我國環境污染嚴重，如何篩選心血管發育毒性相關基因和毒物是毒理學家面臨的重要任務。我們的前期研究發現，心血管發育易感基因CCM3缺陷顯著改變鉛對小鼠胚胎成纖維細胞的抑制作用，提示可以利用體外細胞模型來篩查心血管發育毒性相關基因和毒物。本課題擬建立體外心血管發育模型，利用分子毒理學、細胞生物學、發育毒理學、流行病學等多學科的方法，研究主要環境污染物中可疑的心血管發育毒物和基因敲除小鼠提示的、可疑的心血管發育易感基因之間的互動作用及其機制，探討其毒性通路和毒作用模式，並在整體動物水平加以驗證；同時運用巢式病例對照的方法，建立出生佇列，驗證體外實驗結果，以期發現新的、具有臨床意義的心血管發育毒物接觸生物標記物和遺傳易感性生物標記物，為進一步預防和控制心血管疾病提供理論和實踐依據。

結題摘要

心血管疾病已成為嚴重影響我國人民健康的重大公共衛生問題。當前我國環境污染嚴重，如何篩選心血管毒性相關基因和毒物是毒理學家面臨的重要任務。本研究運用體外細胞模型、體內動物模型和人群流行病學方法研究了外源化合物鉛、砷和鎘對心血管疾病的影響及其機制。成功構建永生化小鼠腦微血管周細胞，並套用於腦血管毒物篩查研究，發現對永生化小鼠腦微血管周細胞的毒性大小依次為亞砷酸鈉、氯化鎘、醋酸鉛。CCM3基因缺陷與醋酸鉛互動作用可以使人臍靜脈內皮細胞緊密連線蛋白表達下降，並破壞小鼠血腦屏障功能，引起小鼠學習-記憶能力下降。成功建立CCM3基因缺陷的斑馬魚模型，可作為監測水體中心血管毒性污染物的敏感生物模型。CCM3基因和鉛在斑馬魚心血管發育方面具有互動作用。醋酸鉛可抑制內皮細胞的增殖能力，與CCM3基因缺陷互動作用降低內皮細胞的遷移能力。其機制可能是醋酸鉛引起內皮細胞氧化應激，並通過激活PERK信號通路誘導的細胞ERS，從而抑制細胞的遷移，而CCM3基因缺陷可能通過促進ERS而抑制細胞的遷移。成功建立CCM3基因雜合缺陷小鼠長期鉛暴露模型，並發現鉛與CCM3基因互動作用影響小鼠的動脈血壓與心血管功能。成功篩選到候選基因中與高血壓遺傳易感有關的單核苷酸多態性位點，並發現CCM3基因多態性位點之間以及CCM3基因多態性位點與候選基因多態性位點之間的互動作用對一般人群動脈血壓有影響。在職業鉛暴露人群中CCM3基因單核苷酸多態性位點基因型差異對動脈血壓有影響，且CCM3基因單核苷酸多態性與鉛互動作用影響職業人群動脈壓水平。成功構建了高效、穩定的人臍靜脈內皮細胞CCM3基因敲除細胞株和過表達細胞株，並初步闡明了CCM3基因在鉛誘導的內皮細胞損傷中的作用與可能的機制，為今後深入研究CCM3基因在各種環境毒物的中的作用與機制打下了堅實的基礎。另外，研究發現，砷能夠抑制內皮細胞和周細胞的血管生成，其毒理學機制與CCM3表達改變有關。miR-425-5p調控CCM3基因表達在砷致血管生成抑制中起逆轉作用，Notch、VEGF及p38信號通路在其中發揮作用。