苯暴露的表观遗传机制研究

在工农业生产和日常生活中苯暴露极为普遍，苯中毒事件也屡有发生，苯所造成的危害一直是倍受关注的公共卫生问题。长期以来苯的毒作用机制研究主要聚焦在其代谢产物的遗传毒性和自由基损伤方面，大量研究已经证实苯能够引起染色体异常、基因突变等遗传损伤，但是否能引起表观遗传变异还没有直接证据。本项目拟对苯吸入染毒小鼠，通过对全基因组、代表性的代谢酶基因、癌相关基因、组蛋白、印迹基因等异常甲基化或乙酰化的检测，对苯暴露所致表观遗传变化进行探索和验证。预期结果将初步确定苯毒性作用的表观遗传特征，概括了解苯毒作用的表观遗传机制，为丰富对苯中毒机制的认识，为预防和治疗苯中毒提供科学依据。

苯是广泛存在的工业毒物和环境污染物，具有明确的血液毒性和遗传毒性。本项目旨在探讨苯毒性的表观遗传机制。本项目采用体内和体外相结合的研究手段，对全基因组甲基化、苯毒性相关基因、印迹基因以及对精子活力的影响进行了探讨。（1）在小鼠苯的亚慢性动式吸入毒性实验中，低剂量组（1ppm，系美国职业苯限定标准，相当于我国职业标准的二分之一）和高剂量组（100ppm）均出现血液参数改变，表明动物模型构建成功。（2）HPLC法检测骨髓细胞全基因组甲基化水平，结果未见各组差别有统计学意义，但染毒组DNA甲基化转移酶（DNMTs）的表达却显著下降、凋亡细胞比例明显增加，我们认为苯介导的DNMTs的表达下调是细胞周期依赖的。（3）苯暴露能明显下调抑癌基因p15、p16的表达，但未见对p53、N-ras、c-myc、Rabl、Ape1等癌症相关基因表达的影响；经重亚硫酸盐测序PCR（BSP）分析，p15、p16、N-ras、c-myc基因启动子CpG岛所有CpG位点均呈非甲基化状态。（4）亚慢性染毒小鼠肝脏代谢酶Cyp2e1、Gstm1和Gstt1表达下降，BSP和焦磷酸测序显示Cyp2e1基因启动子的甲基化率增高，提示苯亚慢性暴露介导了Cyp2e1甲基化变异，改变了基因的表达。（5）在骨髓，对于所筛选的8个凋亡相关基因中，发现Bcl2L13、Survivin、Aif表达改变，但经Sequenom Mass ARRAY方法分析，明确了三个基因启动子的CpG岛的甲基化状态，平均甲基化水平未受苯暴露的影响，但个别CpG位点的甲基化率呈现组间差别。（6）体外实验对印迹基因Igf2和H19的研究发现，染毒导致两基因表达的一致性升高，但共用的表达调控区的甲基化状态并未发生变化。（7）对于亚慢性苯暴露小鼠的精子活性进行了实验观察，结果发现，即使在低浓度暴露，也可造成小鼠精子活力下降。提示低浓度苯暴露对雄（男）性生殖系统的损害作用值得关注。.总之，通过本研究概括了解了苯暴露对全基因甲基化水平、DNA甲基化转移酶的表达、对部分癌症相关基因、代谢相关基因、凋亡相关基因、印迹基因等的表达和甲基化状态的作用，以及对精子活力的影响。项目基本完成了申请书的计划研究内容，并有一定的延伸和扩展。此外，依托本项目培养了4名硕士研究生，已发表4篇论文，已投稿和正在准备的手稿也将会陆续发表。