CCM3基因缺陷小鼠鉛暴露模型及人群遺傳易感性研究

《CCM3基因缺陷小鼠鉛暴露模型及人群遺傳易感性研究》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：CCM3基因缺陷小鼠鉛暴露模型及人群遺傳易感性研究
• 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

鉛污染在我國是重大的公共衛生問題。雖然鉛毒作用的個體易感性差異早已為人所知，但是有重大價值的鉛暴露遺傳易感性標誌物尚不多見。CCM3基因對細胞增殖、分化和凋亡均有重要影響，對氧化應激造成的損傷具有保護作用，是一種重要的環境應答基因。本研究擬採用CCM3基因缺陷小鼠鉛暴露模型，在整體動物水平、組織水平、細胞水平和分子水平，運用動物學、遺傳學、組織胚胎學、分子生物學和分子毒理學方法研究CCM3基因與鉛暴露之間的互動作用，分析CCM3基因功能，揭示CCM3基因缺陷影響鉛毒效應的作用機制，探索CCM3基因作為鉛暴露易感性基因的可能性。同時，本研究擬採用勞動衛生學和分子流行病學方法，研究CCM3基因多態性在正常人群、鉛暴露人群中的分布，將微觀的實驗室研究的結果與巨觀的人群流行病學調查結合起來，評價CCM3基因多態性作為人群鉛暴露遺傳易感性標誌物的意義，為進一步預防鉛中毒提供理論和實踐依據。

結題摘要

目前我國重金屬污染依然是重大的公共衛生問題。因此尋找鉛等重金屬毒作用易感的遺傳標記物，早期鑑別和發現毒作用易感個體在預防重金屬中毒方面具有重大意義。本課題採用CCM3基因缺陷小鼠鉛暴露模型，研究了CCM3基因-鉛暴露之間的互動作用對機體各系統的影響及其作用機制；並且採用勞動衛生學和分子流行病學方法，研究了CCM3基因多態性在正常人群、鉛暴露人群中的分布。動物實驗發現，鉛染毒可以誘發胎盤血管損傷，氧化應激及細胞凋亡，從而導致母鼠體重和妊娠率、小鼠胚胎、胚胎數及胎盤重量的顯著降低，引起小鼠胎盤結構改變。CCM3基因缺陷和鉛暴露存在互動作用，影響宮內胚胎卵黃囊及出生後視網膜的血管重構和新生；體內和體外實驗結果的表明鉛和和CCM3基因共同造成線粒體損傷，促使一氧化氮（NO）釋放，影響血管內皮生長的信號通路，最終引起血管新生和重構變化。在體外實驗中，成功分離培養原代人臍靜脈內皮細胞、人胎盤周細胞、小鼠腦內皮細胞，小鼠肺內皮細胞，小鼠胎盤周細胞和原代小鼠胚胎成纖維細胞。成功建立永生化的人臍靜脈內皮細胞株，並運用CRISPR/CAS9技術建立CCM3基因敲除細胞株。研究發現，CCM3基因缺陷能夠影響醋酸鉛誘導的小鼠胚胎成纖維細胞增殖抑制、遺傳毒性、線粒體損傷，且具有劑量反應和時間效應關係。在小鼠胚胎成纖維細胞的毒性效應方面，醋酸鉛和CCM3基因存在互動作用。CCM3可調控ERK和P38信號通路，進而參與調控細胞的增殖、分化、凋亡等細胞生命過程。在人群研究方面發現，鉛暴露能升高工人的收縮壓、舒張壓。CCM3 rs3804610不同基因型組別中，TT基因型的男性工人比TC、CC基因型的男性工人的心血管健康更易受到損害。CCM3基因(rs3804610)可能與鉛發生互動作用，從而對人體心血管造成負面影響。另外發現，砷暴露可增加血壓升高的風險，並且砷暴露與CCM3 基因多態性位點rs3804610和rs9818496之間對血壓升高存在基於相乘模型的正互動作用。miR-425-5p和CCM3基因多態性位點有可能作為砷暴露遺傳易感性標誌物。