论文部分内容阅读
研究目的:本研究旨在评估天津市某氯化工厂工人及周边居民PCDD/Fs内外暴露水平,探索内暴露水平与全基因组DNA甲基化之间的关系并筛选显著差异位点,寻找不同PCDD/Fs暴露水平之间的差异蛋白,筛选与PCDD/Fs暴露相关的生物标志物。研究内容与方法:1.选取天津某氯化工厂的职业工人(78名)及周边居民(85名)作为研究对象,于2014年7-8月针对调查对象,开展基本工作信息采集和样品收集工作。通过问卷调查收集研究对象的基本情况资料,采集研究对象的外周血液样本以及研究区域的食品和空气样本,利用高分辨气相色谱-高分辨质谱仪(HRGC-HRMS)进行分析;结合暴露评估模型,评估暴露水平,分析内外暴露之间的关联。2.采用Illumina450K甲基化芯片检测全血中DNA全基因组甲基化水平;对差异性甲基化位点进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;用焦磷酸测序方法对挑选出的显著差异位点进行验证。3.使用iTRAQ技术对研究对象的血清进行蛋白质组学分析;对差异表达蛋白质进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;用Western Blot实验对筛选出的显著差异蛋白质进行验证。研究结果:1.通过呼吸暴露模型的评估,氯化工人经呼吸暴露量为2.45(0.15-4.61)pg TEQ/kg bw/day,周边居民经呼吸暴露量为0.10(0.08-0.15)pg TEQ/kg bw/day,其差异具有统计学意义(P<0.01)。通过饮食暴露模型的评估,氯化工人经饮食暴露量为0.12(0.09-0.15)pg TEQ/kg bw/day,周边居民经饮食暴露量为0.12(0.09-0.16)pg TEQ/kg bw/day,其差异无统计学意义(P>0.05)。通过外暴露评估模型计算,氯化工人的外暴露总量为2.76(0.26-4.81)pg TEQ/kg bw/day,周边居民的外暴露总量为0.23(0.03-0.06)pg TEQ/kg bw/day,其差异具有统计学意义(P<0.01)。氯化工人外周血PCDD/Fs内暴露水平为63.14(10.87-2903.57)pg TEQ/g lipid,周边居民内暴露水平为26.19(13.39-79.09)pg TEQ/g lipid,其差异具有显著的统计学意义(P<0.01)。氯化工人血清中PCDD/Fs含量与呼吸暴露量有显著的相关性(P<0.01),与年龄、体重指数和饮食暴露水平没有关联(P>0.05)。周边居民血清中PCDD/Fs含量与饮食暴露量,呼吸暴露量和体重指数(BMI)有关联(P<0.01)。2.氯化工人外周血中全基因组DNA甲基化程度,随着PCDD/Fs内暴露水平的升高而出现下降趋势。趋势分析发现,当总TEQ水平达到60-65pg TEQ/g lipid区间时,大多数位点的甲基化程度开始出现下降改变。GO注释结果显示,差异位点在参与生物学过程方面,主要富集在同源细胞通过细胞膜粘附因子进行粘附过程,多细胞生物生长过程,T细胞协同刺激过程;在细胞组分方面,差异位点主要富集在细胞管腔侧网膜的有机组成部分,树突棘构成部分,II型主要组织相容性抗原蛋白质复合体构成部分;在分子功能方面,差异甲基化位点主要富集在钙离子结合功能,转录因子结合的抑制,多肽抗原的结合功能。KEGG通路富集分析结果显示,差异基因大多数富集在吞噬体通路,Ⅰ型糖尿病通路,哮喘通路和EB病毒感染通路。焦磷酸测序验证结果发现,HLA-DRB1基因上某CpG岛有5个位点(cg17316649,cg10765922,cg06032479,cg08578320,cg09139047)在低暴露组的甲基化水平显著高于高暴露组。3.居民对照组与清洁对照组相比,共鉴定到70个差异表达蛋白质,其中上调44个,下调26个;低暴露组与清洁对照组相比,共鉴定到119个差异表达蛋白质,其中上调63个,下调56个;中暴露组与清洁对照组相比,共鉴定到123个差异表达蛋白质,其中上调72个,下调51个;高暴露组与清洁对照组相比,共鉴定到159个差异表达蛋白质,其中上调85个,下调74个。差异蛋白中参与生物调节、细胞生理过程、刺激反应以及新陈代谢等生物学过程的蛋白较多;分子功能方面的分析显示,黏附功能和分子功能调节方面的蛋白较多;在细胞组分的分类中,这些差异蛋白多分布于细胞外、细胞器内。这些差异蛋白,主要富集在脂肪代谢和维生素代谢通路,PPAR信号通路和补体系统通路。Western Blot验证结果发现,ApoAⅠ蛋白和IGHG3蛋白的表达水平,均随着PCDD/Fs暴露水平的升高而升高。研究结论:1.氯化工人PCDD/Fs暴露水平远远高于居民对照组,工人血清中PCDD/Fs的内暴露水平与呼吸暴露量呈正相关,居民血清中PCDD/Fs的内暴露水平与饮食暴露量,呼吸暴露量,BMI三个因素呈正相关,其中受饮食暴露量的影响最大。2.PCDD/Fs暴露会对氯化工人全基因组DNA甲基化水平造成影响,随着PCDD/Fs内暴露水平的增加,DNA甲基化水平出现下降。3.PCDD/Fs暴露水平不同,一些基因和蛋白的表达在不同暴露组间表达存在差异,其中ApoAⅠ蛋白和IGHG3蛋白的表达水平均随着PCDD/Fs暴露水平的升高而升高。