镍暴露与DNA甲基化对COPD发病影响及机制的巢式病例对照研究

Nickel exposure could lead to the methylation of genome-wide and some genes were changed, theninduced the COPD, but the mechanism is unknown. Our studies have demonstrated that the content of Cited2 had changed when workers were exposure to nickel. Therefore, we assume that the nickel exposure may influenced the content of Cited2 by cutting the level of methylation,redued the activity of IκB and p53 by increasing the level of methylation,then actived the NF-κB signaling pathways, disturbed the apoptosis , participated in the development of COPD.We selested the new cases of patients with COPD from 2014 to 2015 in Jinchang cohort, meanwhile matched the same sex, age difference within two years of no COPD patients with same year in Jinchang cohort as control for nested case-control study, analyzed of the level of the selected indicators.The aim were1)to verify the causality between nickel and COPD ; 2)to verify the causality between the selected indicators and COPD;3)to confirm the dose-response relation between nickel and the selected indicators COPD,verify the hypothesis .So as to provide the scientific basis for preventing COPD and the target for treatment.

镍暴露可导致全基因组及某些特定基因的甲基化水平发生变化，同时还可诱发COPD的发生，但其具体致病机制不详。我们的前期研究显示镍暴露对负责Ⅱ型肺泡上皮细胞分化成熟的Cited2含量表达存在明显的影响。因此，我们假设镍暴露可能通过下调Cited2基因甲基化水平而影响Cited2表达，上调IκB及p53基因甲基化水平使其活性降低激活NF-κB信号通路，破坏肺泡上皮细胞正常的凋亡与分化平衡，参与COPD的发生发展。本研究以金昌队列中自2013年至2015年新发COPD患者为病例，同期匹配同性别，年龄相差两岁内的非COPD病人为对照进行巢式病例对照研究，分析研究对象相关指标的表达水平变化，其目的旨在1）验证镍暴露与COPD发生的相关性；2）确定遴选指标与COPD发生的关联程度；3）确定镍暴露水平与相关指标的剂量反应关系，验证我们的假说。以期为COPD的防控提供科学依据并为其治疗提供精准靶点。

吸烟与职业重金属暴露是导致COPD发病与死亡的重要因素，但具体发病机制不详。本研究以金昌队列人群为基础进行巢式病例对照研究，了解影响COPD发病的危险因素，评价吸烟和职业重金属暴露之间是否存在相加交互作用。之后，进行动物实验，建立香烟烟雾暴露小鼠模型、硫酸镍气溶胶暴露小鼠模型、香烟烟雾联合硫酸镍气溶胶暴露小鼠模型，与空白对照组小鼠进行比较，验证吸烟与重金属暴露与COPD之间的因果关系，并了解二者之间的交互作用。最后，利用小鼠肺组织病理HE染色切片观察各组小鼠肺部损伤，检测各组小鼠肺泡灌洗液BALF中的IL-13、TNF-α、MUC5AC来探讨吸烟与重金属暴露在COPD发生发展过程中的作用机制。结果显示：随着平均每天吸烟量、吸烟年数、吸烟指数的增高，金昌队列人群慢阻肺发病风险均呈上升趋势；职业重金属高暴露影响人群COPD的发生，并且与吸烟之间交互协同，增高COPD的发病风险。同时动物实验证实了随着硫酸镍染毒剂量的增高，COPD小鼠肺功能降低，并且与空白对照相比，单纯香烟暴露模型小鼠出现血管及肺泡壁充血、肺大泡和肺泡壁坏死脱落现象。单纯硫酸镍暴露模型中，随着染毒剂量的增大，小鼠肺损伤依次加重，但香烟烟雾联合硫酸镍暴露模型中，随着染毒剂量增大，小鼠肺损伤程度呈先加重后减轻趋势，这与本研究团队前期人群全死因研究结果一致，值得后期细化染毒及量进行进一步研究。分子生物学结果显示 IL-13、TNF-α、Muc5Ac三种指标在单纯硫酸镍染毒组与香烟联合硫酸镍染毒组均呈现明显的剂量反应关系。.研究团队将以本项目研究结果为基础，继续进行更全面深入的研究设计，申请国家自然科学基金资质及其他类型项目，在项目执行过程中科学、全面地揭示镍暴露对COPD发生发展的影响及具体作用机制，从而为该病的预防提供科学依据，并为其治疗提供精准靶点。