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目的应用850K甲基化芯片、二代测序和荧光定量PCR技术,在横断面研究中筛选和验证氟暴露儿童智力发育相关基因NNAT的甲基化状态,探索氟暴露、DNA甲基化与儿童智力之间的关系。材料与方法课题组于2017年在河南省开封市饮水型氟中毒病区通许县实施了一项横断面研究,随机抽取四个行政村为调查地点,整群抽取地方性氟中毒村和对照村中共四所小学的二至六年级学生作为调查对象。在地方性氟中毒村选取8例尿氟浓度较高且患有氟斑牙的代表性样本作为病例组,按照年龄和性别匹配,另选取8例对照村的代表性样本作为对照组,应用850K甲基化芯片筛选两组人群基因组DNA的差异甲基化区域:选取病例组和对照组的代表性样本共100例,采用MethylTarget二代测序技术验证芯片筛选出的智力相关差异甲基化区域;使用甲基化特异的荧光定量PCR技术在所有研究对象共822例DNA样品中,验证测序得到的NNAT基因差异甲基化区域;比较两组人群智商的差异,应用统计学方法分析氟暴露、NNAT基因甲基化和儿童智力之间的关系。结果1.通过850K甲基化芯片筛选出237个差异甲基化位点,139种差异甲基化基因和212个差异甲基化区域。2.病例组和对照组之间差异甲基化基因的GO富集分析筛选出统计学差异的生物过程条目70个,细胞成分条目15个和分子功能条目24个;KEGG富集分析筛选出统计学差异的细胞通路11个。3.MethylTarget二代测序验证从课题组相关的9种差异甲基化基因中验证出CALC4、NNAT和MTHFD1共3种基因差异甲基化区域存在统计学意义。4.暴露组393例样本NNAT基因甲基化水平为99.14%(98.85%,99.38%),对照组429例样本为99.15%(98.82%,99.42%),差异无统计学意义(P>0.05);将研究对象按年龄分层后,10岁和11岁暴露组儿童NNAT基因甲基化水平显著低于同年龄对照组儿童(分别P<0.05);当尿氟浓度低于1.2mg/L时,NNAT基因甲基化水平随着尿氟浓度的增加而降低;当尿氟浓度高于1.2mg/L时,NNAT基因甲基化水平随着尿氟浓度的增加而升高。5.暴露组儿童的平均IQ得分为122.42±13.00,显著高于对照组儿童的120.52±14.00(P<0.05);将研究对象按年龄分层后,11岁暴露组儿童的IQ得分为120.59±12.50,同年龄对照组儿童为115.58±13.52,差异有统计学意义(P<0.05);当尿氟浓度低于1.6mg/L时,IQ得分随着尿氟浓度的增加而升高;当尿氟浓度高于1.6mg/L时,IQ得分随着尿氟浓度的增加而降低。结论1.甲基化芯片和二代测序技术筛选并验证NNAT基因为氟暴露易感的影响儿童智力的差异甲基化基因。2.氟暴露可以影响儿童NNAT基因的甲基化状态和智力水平,不同氟暴露浓度下NNAT基因的甲基化状态和智力水平均呈分段线性关系。3.NNAT基因的甲基化可能与氟暴露致儿童智力水平改变存在重要联系。