職業(yè)性鋁接觸與組蛋白賴氨酸甲基化修飾關系的研究.pdf

1、目的：
　　本次研究采用分子流行病學方法在職業(yè)性鋁接觸人群中開展研究，評估長期職業(yè)性鋁接觸人群認知功能改變情況，分析血鋁與外周血淋巴細胞H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3及血漿BDNF、EGR1蛋白水平之間的關系，初步探討長期職業(yè)性鋁接觸引起的組蛋白賴氨酸甲基化譜改變情況，為長期鋁暴露的分子流行病學研究提供參考依據，并為以后研究上述指標是否可作為從外周血水平對鋁的神經毒性進行監(jiān)測和早期診斷的替代生物標志物提供人群分子

2、流行病學依據。
　　方法：
　　采用整群抽樣的方式，選擇山西某鋁廠電解鋁車間100例男性工人作為暴露組、熱電車間135例男性工人作為對照組。采用自行設計的職業(yè)流行病學調查問卷：簡短精神狀態(tài)量表（MMSE)、數字廣度測試[ DST，包括正序測試（DSFT）和倒序測試(DSBT）]、畫鐘試驗（CDT）、物體記憶測驗（FOME）、言語流暢性測驗（VFT）等進行調查，收集研究對象的一般情況并進行認知功能評分；采集調查對象的空腹肘靜脈

3、血液，分離血漿并提取淋巴細胞，-80℃凍存?zhèn)溆?；采用石墨爐原子吸收法測定血鋁含量，可能由于該大型鋁廠對當地環(huán)境的影響，對照組和暴露組工人的血鋁水平無統(tǒng)計學差異，故以血鋁水平的上下百分位數P25、P75和中位數M將研究對象分為低、中、高血鋁組；酶聯免疫吸附試驗（ELISA）方法定量檢測淋巴細胞中 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達水平和血漿BDNF、EGR1蛋白水平。
　　結果：
　　1.職業(yè)性鋁接觸工人認知

4、功能與血漿 BDNF、EGR1的關系：（1）職業(yè)性鋁接觸工人的血鋁水平比較：接觸組工人血鋁值為（155.07?71.17）μg/L，對照組工人血鋁值為（142.94?53.80）μg/L，兩組差異無統(tǒng)計學意義（F=1.488, P>0.05）。下四分位數P25為100.14?g/L、中位數M為134.36?g/L、上四分位數P75為178.96?g/L，故按照血鋁水平的四分位數：M（P25，P75）為134.36（100.14，178.

5、96）?g/L，將所有研究對象分為低血鋁組82.88（72.69，92.40）?g/L、中血鋁組134.46（115.74，154.68）?g/L和高血鋁組228.59（204.91，263.87）?g/L。（2）不同血鋁水平工人的基本情況比較：不同血鋁水平工人在年齡、工齡、受教育程度及吸煙、飲酒方面，差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。（3）不同血鋁水平工人的認知功能評價：不同血鋁水平工人的MMSE、DSFT、DSBT、DST得分不

6、同，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）。高血鋁組工人 MMSE、DSFT、DSBT、DST的平均得分均分別低于低血鋁組工人的平均得分，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）；中血鋁組工人MMSE、DSBT、DST的平均得分均分別低于低血鋁組工人的平均得分，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）。（4）血鋁與認知功能的相關分析結果顯示：血鋁水平和認知功能之間具有不同程度的相關性。血鋁水平與MMSE評分之間存在負相關（rs=-0.252, P

7、<0.01），與DSFT評分之間存在負相關（rs=-0.197，P<0.01），與DST評分之間存在負相關性（rs=-0.181，P<0.01），說明隨著血鋁水平的升高，認知功能評分中的MMSE、DSFT、DST得分均呈降低趨勢。（5）影響認知功能的多因素回歸分析結果顯示；血鋁、年齡、工齡、受教育程度分別被納入回歸方程，差異有統(tǒng)計學意義。說明年齡、工齡、受教育程度均可能影響認知功能。（6）工人血漿BDNF、EGR1蛋白水平分層分析結果顯

8、示：不同血鋁組工人血漿BDNF蛋白（F=5.385，P=0.005）表達量、EGR1蛋白（F=6.853，P=0.001）表達量不同，差異有統(tǒng)計學意義。與低血鋁組相比，高、中血鋁組工人血漿 BDNF表達量均分別降低，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）。高血鋁組工人血漿EGR1蛋白表達量分別低于低、中血鋁組工人血漿EGR1蛋白表達量，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）。但是按照年齡、工齡、受教育程度分層分析后，結果均顯示：血漿BDNF

9、、EGR1蛋白水平在各組間表達量差異并無統(tǒng)計學意義。（7）血鋁、BDNF、EGR1蛋白及認知功能的相關性分析結果：血鋁水平、BDNF、EGR1和認知功能之間具有不同程度的相關性。血鋁水平與 BDNF蛋白、EGR1蛋白水平之間均存在負相關性（r=-0.214，P<0.01、r=-0.315，P<0.01），說明隨著血鋁水平的升高，BDNF和EGR1的表達量均呈下降趨勢；BDNF蛋白水平與MMSE評分之間存在正相關性（rs=0.140， P

10、<0.05），EGR1蛋白水平與MMSE評分之間存在正相關性（rs=0.201，P<0.05），說明隨著BDNF、EGR1的表達量降低，MMSE評分呈降低趨勢。
　　2.職業(yè)性鋁接觸工人組蛋白賴氨酸甲基化修飾改變及影響分析：（1）不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞 H3K4me3水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞H3K4me3的表達量不同，差異有統(tǒng)計學意義（F=3.572，P=0.031）。高血鋁組工人H3K4me3表達量低于低

11、血鋁組H3K4me3表達量，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；高血鋁組H3K4me3表達量低于中血鋁組H3K4me3表達量，中血鋁組H3K4me3表達量低于低血鋁組H3K4me3表達量，但差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。（2）不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞H3K9me2水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞H3K9me2的表達量不同，差異有統(tǒng)計學意義（F=9.551，P=0.001）。高血鋁組工人H3K9me2表達量高于低血鋁組

12、和中血鋁組工人H3K9me2的表達量，差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）；中血鋁組工人H3K9me2表達量高于低血鋁組工人H3K4me3表達量，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。（3）不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞H3K27me3水平比較：不同血鋁水平工人外周血淋巴細胞 H3K27me3的表達量不同，差異有統(tǒng)計學意義（F=3.641，P=0.028）。高血鋁組工人H3K27me3的表達量高于低血鋁組工人 H3K27me3的表達量，差異

13、有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。（4）淋巴細胞 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3與血鋁的相關性分析：H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達量和血鋁之間存在不同程度的相關性。其中 H3K4me3和血鋁之間呈負相關（r=-0.307，P<0.01），說明隨著血鋁水平的升高，職業(yè)性鋁接觸工人外周血淋巴細胞H3K4me3表達量降低；H3K9me2、H3K27me3與血鋁之間均呈正相關（r=0.329、r=0.387，

14、均 P<0.01），說明隨著血鋁水平升高，職業(yè)性鋁接觸工人外周血淋巴細胞H3K9me2、H3K27me3表達量也升高。（5）BDNF、EGR1和H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3的相關分析結果：BDNF、EGR1蛋白水平和 H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3表達量之間存在不同程度的相關性。其中BDNF、EGR1和H3K4me3之間均呈正相關（r=0.202，P<0.05、r=0.361，P<0.01），說明隨

15、著 H3K4me3表達量的降低，BDNF、EGR1兩種蛋白的表達量也降低；BDNF和 H3K9me2之間呈負相關（r=-0.286，P<0.01），說明隨著H3K9me2表達量升高，BDNF的表達量降低；EGR1和H3K27me3之間呈負相關（r=-0.241，P<0.05），說明隨著H3K27me3表達量升高， EGR1蛋白的表達量降低。（6）血漿BDNF、EGR1蛋白影響因子的多元逐步回歸分析：BDNF與H3K4me3、H3K9me

16、2之間存在線性回歸關系， H3K9me2對BDNF的影響比H3K4me3對BDNF的影響大；EGR1與H3K4me3、H3K27me3之間存在線性回歸關系，H3K4me3對EGR1的影響比H3K27me3對EGR1的影響大。結論：
　　1.長期職業(yè)性鋁接觸可引起工人認知功能改變和血漿 BDNF、EGR1水平降低，且血鋁、認知功能和 BDNF、EGR1之間存在一定的相關性，提示鋁可能通過影響B(tài)DNF、EGR1的表達影響認知功能。