miR-29在空气污染致儿童肺部损伤中的作用研究

发布时间：2020-08-06 11:43

【摘要】：[目的]空气污染已被国际癌症研究中心(IARC)列为1类致癌物,长期暴露于空气污染,会导致呼吸系统疾病的发生率和死亡率增加。儿童正处于生长发育期,免疫系统及肺功能发育尚不完善,极易受到环境污染物的影响。已有研究表明,空气污染会引起儿童肺功能下降,呼吸系统疾病增加。免疫损伤和炎症反应都是环境污染物暴露所致肺部损伤的机制之一。人体的免疫系统对大气污染物十分敏感,其中免疫球蛋白和补体作为体液免疫的重要组成部分,对机体的免疫功能起着重要的作用。克拉拉细胞蛋白(Club cell protein,CC16)是由非纤毛细支气管克拉拉细胞分泌的一种小分子蛋白,具有抗炎、抗氧化、抗纤维化等作用。CC16作为一种组织特异性蛋白,常被作为克拉拉细胞损伤和肺血屏障通透性改变的早期敏感性标志物。C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)是一种急性期反应蛋白,其升高可反映机体对感染和损伤的急性反应。但目前还缺少空气污染致儿童肺部损伤的系统研究。微小RNA(microRNA,miRNA)作为表观遗传学调控的主要机制之一,可通过调控靶基因信使RNA(messenger RNA,mRNA)的表达影响疾病的发生及发展过程。已有研究表明环境化学物质的暴露会引起职业人群和成年人群外周血miRNA表达水平的改变,但目前在儿童人群中研究空气污染所致miRNA表达改变的研究相对较少。因此,本研究以空气污染暴露儿童作为研究人群,观察免疫系统和肺部损伤的相关生物标志物,阐述空气污染对儿童肺部损伤的早期作用,分析空气污染对儿童外周血白细胞中miR-29家族的影响,以及miR-29家族与肺部炎症的相关性,探讨miR-29在空气污染致儿童早期肺部损伤中的作用。[方法]通过横断面调查,选取同一城市不同污染水平的两个学校分别作为暴露组和对照组,招募273名学龄儿童,其中暴露组163名,对照组110名。收集研究期全年两个地区空气污染物监测数据,包括细颗粒物(Fine particulate matter,PM2.5)、可吸入颗粒物(Inhalable particulate matter,PM10P)、NO2、CO 的24小时平均浓度。全自动免疫分析系统检测血清中免疫球蛋白M(Immunoglobulin M,IgM)、免疫球蛋白 A(Immunoglobulin A,IgA)、免疫球蛋白 G(Immunoglobulin E,IgG)、免疫球蛋白E(Immunoglobulin E,IgE)、补体C3和C4浓度；酶联免疫吸附法检测血清中CC16水平,全自动生化分析仪检测血清中hs-CRP浓度;采用实时荧光定量PCR(Real-time Quantitative PCR,RT-qPCR)法检测儿童外周血白细胞中miR-29家族及靶基因第10号染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因(Phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome 10,PTEN)表达水平,中介效应分析PTEN在miR-29家族与空气污染暴露致儿童肺部损伤中的作用。[结果]1.空气污染致儿童免疫和肺部损伤标志物的改变暴露组全年PM2.5、PM10、NO2和CO浓度显著高于对照组,差异均具有统计学意义(P0.001)。研究发现,线性回归校正年龄、性别、体质指数(Body mass index,BMI)和尿中可替宁水平,暴露组儿童血清C3和C4水平均低于对照组,且差异具有统计学意义(P=0.001和P0.001);两组间hs-CRP水平差异无统计学意义(P=0.07);线性回归校正年龄、性别、BMI、尿中可替宁水平和血清肌酐后,暴露组血清CC16水平高于对照组,差异具有统计学意义(P=0.008)。通过性别、BMI和尿中可替宁水平分层分析发现,在男孩中,暴露组儿童血清补体C4水平低于对照组,且差异具有统计学意义(P= 0.002);在女孩中,暴露组儿童血清hs-CRP、CC16水平均高于对照组,且差异具有统计学意义(P=0.029,P= 0.004);在BMI正常的儿童中,暴露组儿童血清补体C3、C4水平低于对照组,但血清CC16水平高于对照组,且差异具有统计学意义(P=0.043,P=0.002,P=0.002);在BMI超重的儿童中,暴露组儿童血清补体C4水平低于对照组,且差异具有统计学意义(P=0.024);在可替宁0.02 μg/mL的儿童中,发现暴露组儿童血清补体C4水平低于对照组,但血清hs-CRP水平高于对照组,且差异具有统计学意义(P=0.019,P=0.035)。研究发现,补体C3和C4与血清CC16均呈显著的负相关(r=-0.201,P=0.001;r=-0.201,P= 0.001)。2.空气污染致儿童外周血白细胞中miR-29家族的改变研究发现,暴露组儿童外周血白细胞中miR-29a-3p、miR-29b-3p和miR-29c-3p表达水平升高,分别是对照组儿童的1.11倍、1.20倍和1.22倍,且差异具有统计学意义(P=0.024,P=0.002,P=0.007)。通过性别、BMI和尿中可替宁水平分层分析发现,在女孩中,暴露组儿童白细胞中miR-29b-3p和miR-29c-3p表达水平升高,分别是对照组儿童的1.30倍和1.32倍(P=0.006,P=0.026);在BMI正常的儿童中,暴露组儿童白细胞中miR-29b-3p表达水平升高,是对照组儿童的1.17倍(P=0.015);在可替宁0.02μg/mL的儿童中,暴露组儿童白细胞中miR-29a-3p、miR-29b-3p和miR-29c-3p表达水平升高,分别是对照组儿童的1.13倍、1.20倍和1.23倍(P=0.036,P=0.010,P=0.010)。3.miR-29家族在空气污染致儿童肺部损伤中的作用研究研究发现,暴露组儿童外周血白细胞中PTEN mRNA表达水平低于对照组儿童,差异具有统计学意义(P0.001)。通过性别、BMI和尿中可替宁水平分层分析,发现在男孩、BMI正常、可替宁≥ 0.02 μg/mL和可替宁0.02 μg/mL的儿童中,暴露组儿童外周血中PTEN mRNA表达水平均低于对照组儿童,差异具有统计学意义(P值分别为0.002、0.001、、0.004和 0.008)。研究发现,miR-29c-3p与血清CC16在暴露组中呈负相关关系(r=-0.154,P=0.05)。中介效应检验未发现PTEN对miR-29c-3p与血清CC16水平间关联的中介效应。[结论](1)空气污染会引起血清CC16升高,可能与肺血屏障受损,CC16的血管渗透性增加有关;(2)免疫系统中补体C3和C4水平的降低可能参与了空气污染致肺损伤中的作用；(3)空气污染会引起儿童外周血白细胞中miR-29a-3p、miR-29b-3p、miR-29c-3p表达水平增加,PTEN表达水平降低;(4)miR-29家族改变与肺部损伤之间存在相关性,其中miR-29c-3p与血清CC16在暴露组中呈负相关。
【学位授予单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R114
【图文】：

对照组,儿童,人群,可替宁

１－１对照组和暴露组２０１６年全年ＰＩＶｈ．ｓ邋（Ａ）、ＰＭｉｏ邋（Ｂ）、ＮＣｈ邋（Ｃ）和（Ｄ）浓度比较逡逑４．２研宄人群一般基本情况逡逑如表１－２所示，两组儿童人群的年龄、性别和血清肌酐水平均无统计学差露组儿童的体质指数高于对照组儿童，且差异具有统计学意义（Ｐ邋＝邋０．００９）。组和对照组中被动吸烟的儿童分别占各组总人群的３３．６％和２０．３％。两组儿可替宁水平无统计学差异（Ｐ邋＝邋０．６６１）。暴露组和对照组中儿童其居住房屋内装修人数分别占各组总人群的２９．１％和２０．９％，差异无统计学意义（／＾０．１

血清,影响因素分析,可替宁,人群

注：ｆＭａｎｎ－ＷｈｉｔｎｅｙＵ邋检验。逡逑１．４．４血清ｈｓ－ＣＲＰ水平差异逡逑如图１－２所示，暴露组与对照组相比，血清ｈｓ－ＣＲＰ水平升高，但差异无统计逡逑学意义（＞Ｐ邋＝邋０．０７）。逡逑为观察性别、ＢＭＩ以及烟草暴露对血清ｈｓ－ＣＲＰ水平的影响，我们用性别、逡逑ＢＭＩ以及尿中可替宁浓度进行了分层分析。如表１－６所示，在女孩中，暴露组血逡逑清ｈｓ－ＣＲＰ水平高于对照组，且差异具有统计学意义（Ｐ邋＝邋０．０２９）；此外，在可替宁逡逑＜邋０．０２邋ｎｇ／ｍＬ的儿童中，暴露组血清ｈｓ－ＣＲＰ水平高于对照组，且差异具有统计学逡逑意义（Ｐ邋＝邋０．０３５）。逡逑２４逡逑

血清,人群,可替宁,统计学意义

逑１．４．５血清ＣＣ１６水平差异逡逑如图１－３所示，在校正年龄、性别、ＢＭＩ、尿中可替宁水平和血清肌酐后，暴逡逑露组与对照组相比，血清ＣＣ１６水平升高，且差异具有统计学意义（ＰｚＯ．００８）。逡逑为观察性别、ＢＭ１以及烟草暴露对血清ＣＣ１６水平的影响，我们用性别、ＢＭＩ逡逑以及尿中可替宁浓度进行了分层分析。如表１－７所示，在女孩中，暴露组与对照组逡逑相比，血清ＣＣ１６水平升高，且差异具有统计学意义（尸＝０．００４），但在男孩中没逡逑有发现两组间差异。在ＢＭＩ正常的儿童中，暴露组与对照组相比，血清ＣＣ１６水逡逑平升高，且差异具有统计学意义（Ｐ＝邋０．００２）。逡逑１０．０－．逦１逦尸＝０．００８逦［逡逑９．５－逡逑９．０－逡逑Ｊ逦８．５－逡逑Ｉ逦８．０－逦Ｉ逡逑ｅｘ逦＿邋＿逡逑ｓ邋７－５＇逦￣Ｉ￣￣逡逑ｆ邋７．０－逦逦１逦逡逑Ｕ逦ｇ邋５－逡逑＿逦６．０－逡逑ｇ逦５．５－逡逑５．０N逡逑＾邋１邋，邋１邋１邋１逡逑对照组

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