DNA甲基转移酶过表达、DNA甲基化在氯乙烯致遗传物质损伤中的调控机制

Vinyl chloride is a genetically toxic carcinogen with the target organ of the liver. Our occupational health standard is still difficult to protect the health of many workers exposed to vinyl chloride. The damage of genetic material is significantly higher than that of the general population. In recent years, genetic damage detection is being able to respond to the earlier stages of molecular regulation. Some studies have shown that the hypermethylation of DNA damage associated with repair genes and gene silence induced by vinyl chloride, which in turn leads to genetic damage. In the case of chemical-induced epigenetic regulatory mechanisms, DNA methyltransferase (DNMTs) is an important target. Whether or not DNA methylation abnormalities caused by vinyl chloride are related to overexpression of DNMTs has not been reported. Based on the comprehensive evaluation of exposure and genetic damage of the occupational exposure to vinyl chloride, we will uses the chip technology to map the abnormal methylation spectrum of peripheral blood genome DNA and screen the differential methylation gene locus and verify it. The RNAi will be used to investigate the effect of DNMTs overexpression in vitro. This project will explore the correlation between environmental-abnormal methylation-genetic damage and the regulation of DNMTs in this process, and to elucidate the epigenetic mechanism of DNA damage and look for earlier biomarker of vinyl chloride.

氯乙烯是一种以肝脏为靶器官的遗传毒性致癌物，我国现行职业卫生标准尚难以保护氯乙烯作业工人的健康，其遗传物质损伤程度显著高于一般人群。近年来遗传损伤检测正在向能反映损伤更早期的分子调控水平转移。一些研究表明氯乙烯暴露导致DNA损伤修复相关基因的高甲基化和基因表达沉默，并与遗传物质的损伤相关联。在化学物诱导的表观遗传调控机制中, DNA甲基转移酶（DNMTs）是化学物作用的重要靶点，氯乙烯导致的DNA甲基化异常是否与DNMTs过表达有关，还未见报道。本项目拟对氯乙烯作业工人暴露水平、遗传损伤进行综合评价的基础上，应用芯片技术绘制外周血全基因组DNA异常甲基化谱，筛查差异甲基化基因位点并加以验证；利用RNA干扰技术进行体外试验研究DNMTs过表达的调控作用，探讨环境-异常甲基化-遗传损伤之间的相关性以及在此过程中DNMTs的调控作用，为阐明氯乙烯致遗传物质损伤的机制以及寻找早期标志物提供依据。

氯乙烯是一种遗传毒性致癌物，我国现行职业卫生标准尚难以保护氯乙烯作业工人的健康，其遗传物质损伤程度显著高于一般人群。研究表明氯乙烯暴露导致DNA损伤修复相关基因的高甲基化和基因表达沉默，并与遗传物质的损伤相关联。在化学物诱导的表观遗传调控机制中,DNA甲基转移酶（DNMTs）是化学物作用的重要靶点，氯乙烯导致的DNA甲基化异常是否与DNMTs过表达有关，还未见报道。本研究在精确评估氯乙烯暴露工人累计接触剂量和遗传损伤的基础上，采用全基因组甲基化测序（WGBS）方法首次对氯乙烯职业工人外周血全基因组DNA甲基化进行了研究，初步绘制了全基因组DNA异常甲基化谱，筛查差异甲基化基因位点（DMRs）和差异甲基化基因（DMGs）并部分加以验证。全基因组共筛选出9534个DMRs，其中4816个DMRs处于低甲基化状态,4718个DMRs处于高甲基化状态，涉及到的DMGs有1333个。GO分析和KEGG分析发现甲基化水平差异显著基因主要涉及细胞死亡及其调节，程序性细胞死亡及其调节，DNA损伤修复等生物功能；甲基化水平差异显著基因主要富集到癌症，cAMP信号通路，DNA损伤修复信号通路等。体外试验采用氯乙烯代谢物CAA对HepG2细胞染毒，研究氯乙烯致遗传损伤中DNA甲基转移酶的调控作用。结果发现CAA染毒后DNMT3A表达显著升高，且-H2AX荧光强度呈剂量依赖性增强，并与DNA损伤修复蛋白RAD52，BRIP1，TOP3和CtIP等的表达相关。DNMTs酶抑制剂SGI-1027则通过抑制DNMT3A酶活性而逆转上述改变，说明DNMTs在氯乙烯致遗传物质损伤中具有重要的调控作用。上述研究探讨了氯乙烯暴露-异常甲基化-遗传损伤之间的相关性以及在此过程中DNMTs的调控作用，为阐明氯乙烯致遗传物质损伤的表观遗传调控机制以及寻找早期标志物提供了依据。