miRNA为关键点环境铅镉暴露致肺癌早期生物标志物的研究

研究证实肺癌发生发展与铅镉暴露有密切相关，其致癌机制研究尚不明确，尤其缺乏致肺癌早期分子生物标志物的研究。前期研究观察到长期暴露于环境中铅镉的人群患肺癌死亡的危险性显著性增加，两者间有显著的相关性。本课题拟收集肺癌新发病例、高低暴露人群，利用基因测序技术建立单核淋巴细胞的miRNA库，运用生物信息学法和计算机RNA组学分析不同疾病状态下表达差异miRNA，并通过对其下游靶点预测筛选出2-3个与铅镉致肺癌密切相关的miRNA候选基因，再在约200例高中低暴露人群单核淋巴细胞中用分子流行病学的方法印证候选miRNA,同时在血清中检测该特异miRNA及下游蛋白，进行相关机制研究，如免疫调控、氧化应激、DNA氧化损害和修复、炎症及与其他表观遗传学调控模式的交互作用。本研究揭示环境铅镉暴露致肺癌早期的关键的分子事件，为肺癌的化学预防提供新的靶点，疾病早期的筛查、诊断和防治及机制研究的导向上有应用价值

本课题拟从环境（包括河水、底泥、土壤、稻米、蔬菜、井水和饮用水）、人群（血液、尿液和全死因的死亡率）、蛋白质（肿瘤相关蛋白）、细胞（外周血单核细胞和各细胞系包括T细胞各个亚群）和分子和基因（mRNA和miRNA及长非编码RNA即LncRNA）水平，系统去阐明人群长期重金属（铅、镉和锌联合暴露）对疾病，尤其非传染性慢性疾病，和致肺癌早期免疫细胞及外周血单核细胞miRNA变化的影响，来初步分析肺癌及其他疾病早期发生和发展。结果表明受尾矿水污染的底泥土壤中Cu、Cd、Zn和Pb含量远远高于对照区域，并且大部分点位底泥含量高于三级土壤质量标准，污染较严重；通过2000-2011年全死因调查数据研究发现，污染区暴露人群的全肿瘤、肺癌、胃癌和食道癌标化死亡率显著性高于对照地区，且与血铅和血镉有显著性正相关性；人群全血中除Cd、Zn和Pb重金属暴露严重外，Mg、As和Mo元素污染；污染区的胃癌、前期研究结果发现中年女性血清中血镉与癌胚抗原（CEA）和鳞状细胞癌抗原（SCC）表达呈正相关性，而血铜与乳腺癌抗原（CA153）呈正相关性，表明长达30年暴露人群体内已启动相关致癌程序；在已监测28名男性高低暴露人群的单核淋巴细胞中，miRNA-146a显著性表达增加，并与铅和镉暴露水平呈显著性正相关性；而let-7a高暴露人群呈临界性表达增加（P=0.052）,并与镉呈显著性正相关性（P=0.019），而与铅呈临界性正相关（P=0.068）；在总体上（58例），miRNA-146a和let-7a表达与男性基本一致，且与镉暴露呈显著性正相关性，与铅暴露呈临界性正相关性。在总研究人群、低暴露组、低暴露组女性中真核起始因子4E及结合蛋白（eIF4E/eIF4EBP） mRNA的表达与血中铅含量呈负相关；高暴露组eIF4E/eIF4EBP与血中铜含量呈正相关，但需要增加样本量，进一步确定调控关系。建立的外周血单核细胞miRNA库及肺腺癌和鳞癌的基因芯片LncRNA库，发现大量高质量数据和新的调控基因，为进一步开展肺癌表观遗传调控未来打下坚实的研究基础。从上述大量结果表明，外环境污染已有严重，对受污染地区人群健康产生较大影响，在暴露人群中有关基因分子改变，启动相关致癌程序，尤其是肺癌，有必要需进一步进行机制方面研究，早期发现敏感生物标志物，另一方面力争建立大人群队列明确肺癌、胃癌和食道癌的病因。