三氯生和十溴联苯醚及其代谢物对人体靶细胞DNA甲基化的影响以及可能的机制研究
本文关键词：三氯生和十溴联苯醚及其代谢物对人体靶细胞DNA甲基化的影响以及可能的机制研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：三氯生(TCS)作为广泛应用于药品和个人护肤用品的抗菌药,对小鼠具有肝肿瘤促进活性。前期工作表明高剂量的TCS(1.25-10μM)暴露24h后诱导了人肝癌Hep G2细胞全基因组DNA甲基化水平的降低,但低剂量长期暴露才是环境污染物对人体暴露的重要特性。TCS在海水、河水、废水和沉积物等环境样品中的检测浓度达0.035-7.945 n M。然而,低剂量TCS的长期暴露是否会通过DNA甲基化调控肿瘤抑制基因的表达及其可能的作用机制仍不十分清楚。此外,十溴联苯醚(BDE-209)作为一类广泛应用于家具、纺织和各类电子产品等消费产品中的阻燃剂,在人体血液、母乳、肝脏等组织中被频频检出,在电子垃圾高风险区作业工人血清中的检出浓度甚至高达3.2μM。由于与TCS结构类似,也初步研究了BDE-209及其环境脱溴产物九溴一氯联苯醚(Cl-BDE-208)对人乳腺癌MCF-7细胞的DNA甲基化毒性。因此,本文研究了环境污染物TCS和BDE-209及其代谢物对人体靶细胞的全基因组DNA甲基化(GDM)、重复序列基因和肿瘤抑制基因甲基化水平的影响,并初步探讨了DNA甲基化异常的可能原因,其研究结果可以为环境污染物TCS和BDE-209及其代谢物的健康风险评估提供基础研究数据。主要研究内容:1、根据TCS在环境样品中的浓度水平,选择0.625-5 n M为暴露浓度,通过HPLC-MS/MS、Methylight、Q-MSP、Pyrosequencing和Massarray方法检测低剂量TCS长期暴露(两周)对Hep G2细胞内全基因组DNA(GDM)、重复序列基因(ALU和LINE-1)和肿瘤抑制基因(p16)甲基化水平的影响,并分别检测了DNMTs(DNA甲基化转移酶)活性、DNMT1(DNA甲基化转移酶1)和Me CP2(甲基化DNA结合蛋白)表达水平以及8-羟基-2-脱氧鸟苷(8-OHd G)水平的变化,尝试探讨低剂量TCS长期暴露引起DNA甲基化异常的可能机制。2、根据BDE-209在人体样品中的浓度水平,选择0.375-3μM为暴露浓度,研究Cl-BDE-208和BDE-209暴露对MCF-7细胞内重复序列LINE-1基因、全基因组DNA(GDM)和雌激素受体基因(ESR1和ESR2)甲基化水平的影响,并通过分析Cl-BDE-208和BDE-209暴露对氧化损伤指标8-OHd G水平、5hmd C水平、DNMTs活性、DNMTs(DNMT1、DNMT3a和DNMT3b)和ESR1基因表达水平的影响,尝试探讨Cl-BDE-208和BDE-209对MCF-7细胞内基因甲基化水平的影响机制。通过上述研究,得出以下几点结论:1、低剂量TCS长期暴露实验结果表明,0.625-5 n M浓度的TCS通过下调DNMT1(DNA甲基化转移酶1)和Me CP2(甲基化DNA结合蛋白)表达水平和上调8-羟基-2-脱氧鸟苷(8-OHd G)水平而诱导了重复序列LINE-1甲基化水平的降低,但并没有引起全基因组DNA甲基化水平的显著改变。同时,低剂量TCS诱导了p16基因高甲基化并抑制了p16基因的表达,而这一现象并没有在高剂量组(10μM)观察到。此外,MTCS(甲基三氯生,三氯生的环境代谢物)与TCS的对比实验结果表明,TCS可能通过羟基介导了DNA甲基化的改变。2、环境相关浓度的Cl-BDE-208和BDE-209短期暴露实验结果表明,Cl-BDE-208和BDE-209都可能通过下调DNMTs活性而诱导了重复序列LINE-1和GDM的低甲基化,8-OHd G水平的升高可能参与了BDE-209引起的低甲基化过程;同时通过促进雌激素受体α(ESR1)基因的高甲基化而显著下调了ESR1基因的表达,而对雌激素受体β(ESR2)基因甲基化水平没有显著影响。3、TCS和BDE-209都可能通过下调DNMTs活性而诱导了重复序列LINE-1基因的低甲基化,8-OHd G水平的升高也可能参与了TCS和BDE-209引起的低甲基化过程。
【关键词】：三氯生 甲基三氯生 Cl-BDE-208 BDE-209 DNA甲基化 低剂量 环境相关浓度 p16 LINE-1 ESR1 羟基基团
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X503.1
【目录】：
- 致谢5-7
- 摘要7-9
- ABSTRACT9-11
- 英文缩写词表11-16
- 第一章 绪论16-34
- 第一节 三氯生的毒性研究进展16-20
- 一、三氯生的理化性质与使用现状16
- 二、TCS在环境中以及水生生物体内的暴露水平16-17
- 三、TCS在人体内的暴露水平17-18
- 四、TCS的毒性研究进展18-20
- 第二节 十溴联苯醚的毒性研究进展20-24
- 一、十溴联苯醚及九溴一氯联苯醚的简介20-21
- 二、BDE-209的生物转化过程21-22
- 三、BDE-209的毒性研究22
- 四、BDE-209在生物体中的浓度分布22-24
- 第三节 全基因组DNA甲基化在环境污染物对人体早期健康效应评估中的应用24-31
- 一、DNA甲基化简介24-25
- 二、DNA甲基化在环境污染物对人体早期健康效应评估方面的应用25-26
- 三、DNA去甲基化的发生机制26-29
- 四、影响全基因组DNA甲基化降低的因素29-30
- 五、检测DNA甲基化水平的方法及应用30-31
- 第四节 本课题的研究内容和意义31-34
- 第二章 低剂量的三氯生长期暴露HepG2细胞后诱导了LINE-1 基因的低甲基化和p16基因的高甲基化：羟基作用34-64
- 第一节 研究背景34-36
- 第二节 材料与方法36-45
- 一、化学试剂与耗材36
- 二、仪器设备36
- 三、实验方法36-43
- 四、统计分析43-45
- 第三节 实验结果45-59
- 第四节 实验讨论59-62
- 第五节 本章小结62-64
- 第三章 Cl-BDE-208和BDE-209诱导了LINE-1 低甲基化和ESR1基因高甲基化64-79
- 第一节 研究背景64-65
- 第二节 材料与方法65-68
- 一、化学试剂与耗材65
- 二、实验方法65-67
- 三、数据分析67-68
- 第三节 实验结果与讨论68-77
- 第四节 本章小结77-79
- 第四章 TCS和BDE-209对DNA甲基化影响的结果差异分析79-85
- 第一节 研究背景79
- 第二节 实验结果与讨论79-84
- 第三节 本章小结84-85
- 第五章 主要结论、创新以及不足之处和展望85-88
- 参考文献88-106
- 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果106
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本文编号：260335
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