职业锰暴露工人血清多巴胺及神经行为功能影响的遗传机制研究

职业暴露于锰的工人由于长期摄入过量的锰，可导致机体尤其是中枢神经系统受到损害，但是这种职业性损伤具有明显的个体易感性。本研究基于金属锰对多巴胺神经元损伤的分子机制和流行病学证据，提出"多巴胺通路相关基因的多态性，包括其合成、代谢及转运通路中的关键基因，决定了职业锰暴露工人血清中多巴胺含量和早期神经行为功能损伤的个体差异性"这一假说。首先依据中国人群HapMap数据库，系统性选择TH、MAO、COMT、DAT四个基因的标签多态性位点，并在职业锰暴露人群中检测这四个基因的多态性，构建单体型，分析遗传因素对机体血清多巴胺水平及神经行为功能的影响；再采用体外神经细胞基因转染实验，进行阳性多态性位点的功能验证；并研究PC12神经细胞在锰暴露环境下，启动子基因多态性对基因表达的影响。以阐明锰暴露工人多巴胺含量及早期神经行为功能影响的分子遗传调控机制，为职业性慢性锰中毒的早期发现、预防提供理论依据。

职业暴露于锰的工人由于长期摄入过量的锰，可导致机体尤其是中枢神经系统受到损害，但是这种职业性损伤具有明显的个体易感性。本研究采用遗传流行病学研究设计，在职业锰锰暴露人群中探索了环境、遗传因素对机体血清多巴胺水平及神经行为功能的影响，并采用生物信息学技术进行了基因通路分析，阐明了锰对机体多巴胺和神经行为功能具有剂量-效应的损伤效应，特别是多基因遗传变异协同对上述表型产生影响的遗传机制。.本课题组在广西某锰冶炼企业建立了锰暴露工人健康队列，完成了1888例样本量的流行病学调查、职业健康体检、神经行为功能测试、生物样本（头发、全血、血浆、尿）收集；并在3个分厂代表性岗位分别采用个体采样、定点采样总粉尘和呼吸性粉尘，计算了每名样本的锰累积暴露指数（CEI）；采用ELISA技术检测了外周血多巴胺水平和BDNF含量。本部分研究结果显示：（1）职业锰暴露可导致机体肝脏损伤，具有相应的剂量-效应关系，并且与饮酒呈交互作用，加重了肝脏损伤的程度；（2）MoCA测试、非运动症状的筛查(NMSS)、自主神经功能K-SCOPA测试结果均显示锰暴露对神经行为功能损伤有剂量-效应关系；（3）对316名工人进行外周血多巴胺检测，对照组多巴胺水平显著低于暴露组（P<0.05），但暴露组血浆多巴胺水平有随CEI增加而呈下降的趋势。.对500名锰冶炼工人进行了外显子芯片的全基因组扫描，经校正个体锰CEI水平结果显示：（1）多巴胺代谢通路的TH、MAO、COMT、DAT四个基因的TagSNPs与多巴胺水平均无显著性关联，P>0.05；（2）创新性发现参与神经肌肉接头发育和神经细胞轴突再生有关的重要基因tenascin C (TNC)的遗传变异rs2271136位点与多巴胺水平显著相关，P=0.000563；（3）基于基因的通路分析结果显示，多巴胺受体通路(DRD3)与GABA受体通路(GABAR)多态性与多巴胺水平显著相关，P<0.05。