廣州地化所在PM2.5暴露的特異性分子標志物的篩選方面取得進展
印記基因是指從父代或是母代單一遺傳給后代的基因（只表達一條鏈的信息），其表達受到印記控制區域的表觀遺傳調控。印記基因的單倍體形態使得其甲基化的改變具有更廣的生物功能，其表觀遺傳學改變被稱為“印記缺失”（LOI：“loss of imprinting”），LOI是癌癥中最常見的改變之一，往往與許多細胞功能、機體生長發育和神經行為等健康效應相關。印記基因與肺生長、呼吸疾病和肺癌等有關，近期印記基因控制區（ICRs）被報道對環境的改變更加敏感，因此有望從印記基因中篩選出PM2.5暴露誘導的特異性分子標志物，更深入的理解PM2.5對人體健康的作用機制。
中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室研究生梁耀輝在導師馬慧敏副研究員的指導下，與中山大學公共衛生學院胡立文副教授和董光輝教授合作，設計定組人群實驗（panel study），招募30個在校大學生，在不同區域暴露，分析PM2.5暴露與人體印記基因甲基化改變的相關性，利用mixed-effects models分析PM2.5及其組分暴露與印記基因ICRs甲基化改變之間的潛在聯系，篩選PM2.5暴露的特異敏感性生物標志物。
該研究主要發現如下：印記基因甲基化與PM2.5質量之間沒有顯著相關性，而其組分與八個ICRs（L3MBTL1、NNAT、PEG10、GNAS Ex1A、MCTS2、SNURF/SNRPN、IGF2R和RB1）和一個非印記基因（CYP1B1）之間具有顯著的相關性。表明相比于非印記基因，印記基因ICRs甲基化在應對PM2.5暴露時更加容易受到其組分的干擾；單純控制PM2.5質量可能不足以降低PM2.5暴露對健康的影響；在這些印記基因中，當組分相同時，L3MBTL1的改變程度更大，表明L3MBTL1受PM2.5組分暴露最為敏感；另外結果也顯示印記基因甲基化易受來自交通源的過渡金屬暴露影響。研究結果將為PM2.5暴露的精確預防和治療提供數據，并為表觀遺傳水平上的潛在機制提供新視角。
圖1. 主要研究內容
相關研究成果近期發表在Environmental Pollution上，該研究受國家重點研發計劃、國家自然科學基金，以及廣東省自然科學基金等的資助。
論文信息：
Yaohui Liang, Liwen Hu, Jun Li, Fei Liu, Kevin C. Jones, Daochuan Li, Jing Liu, Duohong Chen, Jing You, Zhiqiang Yu, Gan Zhang, Guanghui Dong, Huimin Ma. Short-term personal PM2.5 exposure and change in DNA methylation of imprinted genes: Panel study of healthy young adults in Guangzhou city, China. Environmental Pollution, 2021, 116601, ISSN 0269-7491.
