暴露于电子垃圾污染物中的育龄人群基因组DNA甲基化状态的研究

当今，电子垃圾处理区域环境污染导致的健康问题是国内外学者的研究热点。不正确的电子垃圾处理方式使重金属和持久性有机污染物等有毒物质大大超过了自然的消解能力。我们的前期工作已证实暴露于这样复杂污染物环境下的育龄人群，个体存在着遗传的不稳定，但DNA序列改变上不存在特异性。我们拟通过本次立项，对该区域育龄人群基因组DNA甲基化状态进行研究，在表观遗传学水平上探讨该区域育龄人群遗传不稳定性的原因。运用LINE-1甲基化检测技术检测当地育龄人群的全基因组整体甲基化水平；运用罗氏NimbleGen DNA甲基化芯片检测全基因组CpG岛和基因启动子甲基化的状态，找出该区域人群的主要改变基因，通过生物信息学处理和基因功能分析，探索改变基因与疾病发生的关系，对该特定人群的疾病预防工作提供有效地指导。LINE-1甲基化检测有简单、方便、经济等优势，我们预期将LINE-1甲基化检测定为该人群疾病发生的预警指标。

环境与人类健康是当今世界重要的研究课题，电子垃圾处理区域环境污染导致的健康问题已受到国内外学者的关注和相关部门的高度重视。不正确的处理方式可使电子垃圾中的重金属和持久性有机污染物（persistent organic pollutants, POPs）等有毒物质释放到环境中，这些毒物大大超过了自然的消解能力。.电子垃圾处理产生的环境污染物对当地居民健康具有危害性，对育龄人群和儿童的健康危害相对更大。2004年~2011年，项目组对天津某电子垃圾处理区域暴露人群的健康进行了前期调查研究，研究结果发现暴露人群的细胞免疫功能、抗氧化能力降低、DNA损伤等均发生不同程度的改变，表明POPs是影响机体健康的重要因素之一。.POPs可引起基因的表观遗传学变化，从而影响基因组稳定性和基因表达，造成机体功能异常。DNA甲基化是最常见的表观遗传学修饰。DNA甲基化紊乱可导致遗传性疾病或肿瘤的发生。.本项目研究选取生活或工作在电子垃圾处理区域的15对育龄夫妇为暴露人群，距其40km远的村庄的15对育龄夫妇为非暴露人群，开展对电子垃圾处理区域污染物对育龄人群生物学效应的研究。.项目组检测了人群机体POPs浓度、微核率、LINE-1甲基化水平、全基因组基因甲基化状态和全基因组基因表达量，并对POPs与LINE-1甲基化水平相关性及甲基化-表达的关系进行了分析。研究结果表明：暴露人群体内存在高浓度的POPs，其中单体PCB153的浓度最高可作为该地区标志性POPs；暴露人群微核率显著高于非暴露人群，DNA损伤较严重；暴露人群LINE-1甲基化水平显著低于非暴露人群；暴露人群在DNA损伤通路、细胞周期通路的基因甲基化水平发生改变；暴露人群在DNA损伤、氧化应激通路、细胞周期通路的基因表达水平发生明显差异；暴露人群甲基化水平和表达量存在明显差异的基因有66个，其中有53个基因位于X染色体上，表明POPs对X染色体上基因的影响较大。发表研究论文7篇，其中SCI收录5篇。.本项目选取电子垃圾处理区域育龄人群开展DNA甲基化水平的研究，在分子水平上探讨该区域育龄人群遗传不稳定性的原因，为今后该区域育龄人群的优生优育、降低新生儿的出生缺陷率、保证人居环境健康提供了理论基础。