PARP-1信号转导通路在甲醛诱导的DNA损伤修复中的作用

甲醛是常见的工业毒物，也是我国目前最主要的室内空气污染物之一。研究表明甲醛低剂量时可以导致DNA链的断裂，高剂量时可以形成DNA-蛋白质交联以及DNA-DNA交联。低剂量的甲醛可使PARP-1活化，进而调节其相关因子DNA-PK、P53、NF-KB的表达。PARP-1还可以和ATM彼此相互作用发挥DNA损伤识别的功能。课题组前期研究发现，XRCC-1基因多态性影响甲醛暴露工人DNA损伤的易感性，甲醛可以诱导ATM蛋白表达增加。研究还发现，甲醛可以造成DNA甲基化模式异常，而PARP-1的功能又与甲基化有关。由此，我们推测，甲醛通过PARP-1和ATM共同诱导NF-KB活性及p53磷酸化改变，参与DNA损伤修复。本题拟采用显性失活突变体、RNAi及DNA甲基化特异检测方法从细胞水平及人群水平二个层次深入探讨PARP-1信号转导通路在甲醛致DNA损伤修复中的作用。

甲醛是我国最主要的室内空气污染物之一，也是环境卫生领域和职业卫生领域研究的热点和难点。IARC于2004年将甲醛确定为人类I类致癌物。多聚腺苷二磷酸核糖基聚合酶-l （PARP-1）是 DNA损伤的感应器及监测分子，在DNA修复中发挥至关重要的作用，它还参与炎症的过程，在调控基因组的甲基化状态的过程中也发挥着重要作用。本研究采用人群横断面研究和体外细胞机制研究相结合，从调控DNA损伤修复、炎性反应和甲基化改变等角度揭示PARP-1在甲醛致病过程中的贡献及规律，综合评价甲醛的致病机制。本研究进展顺利，按期完成了全部任务。.人群结果显示，甲醛暴露可引起工人外周血淋巴细胞遗传损伤，表现为外周血淋巴细胞彗星TDNA%和微核率均明显增高。同时，PARP-1基因mRNA表达显著减低。流式细胞检测的结果表明，甲醛暴露引起工人免疫状态的改变，表现为各淋巴细胞亚群百分含量和各种细胞因子表达水平的变化。低浓度甲醛暴露诱导了NK细胞亚群百分含量增加，随着浓度的增高，B淋巴细胞亚群百分含量显著增高。甲醛暴露工人IL-4和IL-10表达增加，而IL-8和IFN-γ的表达减低，形成了以Th2细胞因子占优势的免疫状态。在表观遗传学探索中，我们检测了甲基化酶的表达情况，在甲醛暴露人群中发现DNMT-1和DNMT-3a基因mRNA表达显著减低。.体外细胞实验中，10μM甲醛浓度刺激人支气管上皮细胞（16HBE）可以诱导TDNA%显著增高伴有微核率的轻度增高。PARP-1蛋白的表达水平显著增高，与XRCC-1蛋白结合增加。我们发现甲醛诱导了IL-8和IL-6表达量增加，这种表达增加是由PARP-1调控的。在体外试验中甲醛诱导DNMT-1蛋白表达增加。同时验证了PARP-1可以在甲醛刺激的细胞内与DNMT-1结合增加。我们还检测了PARP-1启动子区甲基化水平，结果发现，在本研究的试验条件下，人群和体外16HBE细胞中，PARP-1基因启动子区目的片段内所有CpG位点甲基化状态均未发生显著变化。.甲醛暴露可引起工人外周血淋巴细胞遗传损伤，PARP-1在DNA损伤早期修复中起重要作用。综合本研究的体内和体外实验结果我们推断，短期和长期甲醛暴露均可以诱导不同类型的遗传损伤和免疫指标改变，不同的甲醛暴露剂量、时间、试验对象以及试验条件都将产生不同的效应，本研究结果对预防和监测甲醛的有害健康效应具有重大意义。