外周血SAHH活性和OGG1甲基化在焦炉作业工人DNA氧化损伤中的串联中介作用

发布时间：2020-09-08 08:26

　　目的:为了探讨焦炉作业工人多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)暴露与DNA氧化损伤的关系,本研究采用串联中介效应模型,分析PAHs暴露、外周血S-腺苷高半胱氨酸水解酶(S-adenosylhomocysteine hydrolase,SAHH)活性、8-羟基鸟嘌呤糖苷酶(8-Oxoguanine DNA Glycosylase,OGG1)甲基化及DNA氧化损伤之间的关系,拟为PAHs化合物致癌的表观遗传学机制研究提供依据。方法:选择焦化厂焦炉作业工人303人作为研究对象,基本情况以问卷调查的方式进行收集。采集工人晨尿,采用高效液相-荧光检测法(High performance liquid chromatography-fluorescence detection,HPLC-FLU)测定尿中4种PAHs代谢物:2-羟基萘(2-hydroxynathalene,2-NAP)、2-羟基芴(2-hydroxyfluorene,2-FLU)、9-羟基菲(9-hydroxyphenanthrene,9-PHE)和1-羟基芘(1-hydroxypyrene,1-OHP)作为PAHs内暴露指标,高效液相-电化学法(High performance liquid chromatography-electrochemical detection,HPLC-ECD)测定尿中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHdG)的浓度,作为DNA氧化损伤的指标;采集工人外周静脉血,用高效液相-紫外色谱法(High performance liquid chromatography-ultraviolet detection,HPLC-UV)检测血浆中S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)和S-腺苷高半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine,SAH)含量,以SAM/SAH代表SAHH的活性;焦磷酸测序法(Pyrosequencing)检测外周血OGG1基因四个位点(分别距5’端第一个外显子106bp、121bp、126bp和142bp)甲基化水平。运用多重logistic回归和多元线性回归分析PAHs暴露、SAHH活性、OGG1甲基化及DNA氧化损伤之间的关系。采用趋势性检验和限制性立方样条(Restricted cubic spline,RCS)分析自变量与因变量之间的剂量反应关系。运用串联多元中介效应模型(The Serial Multiple Mediator Model)探讨SAHH活性和OGG1甲基化在PAHs暴露致DNA氧化损伤中的串联中介作用。结果:1.以尿中1-OHP水平四分位数(Quartile,Q),将研究人群分为四组(Q1、Q2、Q3和Q4)进行基本情况描述。不同1-OHP水平组间,性别、年龄及另外三种代谢物分布均存在显著差异(P0.05)。1-OHP Q4组主要为男性,年龄较其他组年轻,中位数为39(31-44)岁。随着1-OHP浓度上升,2-FLU和9-PHE均有逐渐升高的趋势;但SAHH活性、8-OHdG浓度、OGG1基因四个位点甲基化水平及位点均值在不同1-OHP组间无统计学差异(P0.05)。2.校正性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后及其他三种代谢物后,多重logistic回归分析发现尿中1-OHP水平与8-OHdG浓度呈正相关。1-OHP Q3组发生高浓度8-OHdG的风险比Q1组升高了1.38倍(OR=2.38,95%CI:1.02~4.77)。将尿中8-OHdG经对数转换后进行多元线性回归,发现1-OHP水平每升高一个单位,8-OHdG浓度增加0.115(95%CI:0.007~0.223)。RCS曲线显示:在1-OHP水平P_5-P_(75)(0.018~0.106μg/mmol)内,尿中8-OHdG浓度随着1-OHP水平的升高而升高(P_(overall)=0.033,P_(non-linearity)=0.017)。说明PAHs暴露是DNA氧化损伤的危险因素,且存在一定的剂量反应关系。但未观察到2-NAP、2-FLU和9-PHE与DNA氧化损伤的关系。3.在调整了性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后及其他三种代谢物后,焦炉工人尿中1-OHP水平对血浆中SAHH活性有显著的影响。1-OHP Q4组和Q2组SAHH活性升高的风险较Q1组明显降低,分别是Q1组的0.27(95%CI:0.11~0.71)和0.46(95%CI:0.22~0.98)倍,即分别降低了0.73、0.54倍。线性回归模型分析结果与logistic回归分析结果一致,1-OHP水平每升高一个单位,SAHH活性水平降低0.44(95%CI:-0.84~-0.40)。趋势性检验和RCS曲线均显示尿中1-OHP水平与SAHH活性存在良好的剂量反应关系,即1-OHP水平浓度越高的组,越容易发生SAHH活性降低。但未发现2-NAP、2-FLU和9-PHE与SAHH活性之间存在统计学意义。4.logistic回归分析发现尿中1-OHP水平与OGG1位点4甲基化和位点甲基化均值呈正相关。调整所有混杂因素后,1-OHP Q4组发生OGG1位点4高甲基化及位点均值高甲基化的风险分别比Q1组升高了1.84、1.44倍,OR值分别为2.84(95%CI:1.12~7.21)、2.44(95%CI:1.00~6.02)。2-NAP水平与OGG1位点1甲基化关系密切,调整所有变量后,2-NAP水平Q2、Q3、Q4组发生OGG1高甲基化的风险较Q1组分别降低了0.58、0.70、0.61倍,OR值分别为0.42(95%CI:0.21~0.86)、0.30(95%CI:0.14~0.67)、0.39(95%CI:0.17~0.92)。将OGG1各位点甲基化水平标准化后,进行对数转换,用线性回归模型再次分析,结果与logistic回归分析一致。由此说明2-NAP水平降低和1-OHP水平升高均可引起OGG1甲基化水平升高。趋势检验和RCS分析均未发现存在剂量反应关系。5.校正性别、年龄、文化水平、吸烟、饮酒、供暖方式后,SAHH活性Q4组发生OGG1位点(1、2、4)高甲基化及位点甲基化均值高甲基化的风险分别是Q1组的0.36(95%CI:0.18~0.74)、0.31(95%CI:0.16~0.68)、0.41(95%CI:0.20~0.84)和0.32(95%CI:0.16~0.65)倍,分别比Q1组降低了0.64、0.69、0.59和0.68倍。多元线性回归模型分析发现SAHH活性每升高一个单位,OGG1位点(1、2、4)甲基化水平及位点甲基化均值分别降低0.026(95%CI:-0.047~-0.005)、0.023(95%CI:-0.042~-0.004)、0.022(95%CI:-0.037~-0.007)及0.032(95%CI:-0.045~-0.019),与logistic分析结果一致。RCS曲线显示在SAHH活性在P_5-P_(75)(0.250~2.000)范围内,OGG1甲基化水平随SAHH活性升高而降低。提示SAHH活性与OGG1甲基化水平呈负相关关系,且具有良好的剂量反应关系。6.调整所有混杂因素后,线性回归分析结果显示,SAHH活性与8-OHdG水平密切相关,SAHH活性每升高1个单位,8-OHdG浓度升高0.130(95%CI:0.025~0.228)。说明SAHH活性是8-OHdG的危险因素。Logistic回归分析结果相同,SAHH Q4组发生8-OHdG浓度升高的风险是Q1组的4.73(95%CI:1.94~11.55)倍。同时发现SAHH活性与8-OHdG浓度存在剂量反应关系,在SAHH活性在P5-P75(0.250-2.000)范围内,随着SAHH活性升高,8-OHdG浓度逐渐增加(P_(overall)=0.001,P_(non-linearity)=0.001)。7.采用logistic回归分析OGG1甲基化与8-OHdG的关系,发现校正所有混杂因素后,OGG1位点2和位点4甲基化水平与尿中8-OHdG具有显著性影响。OGG1位点2高甲基化组发生8-OHdG浓度升高的风险是低甲基化组的0.46(95%CI:0.25~0.84)倍,即降低了0.54倍。OGG1位点4甲基化水平与尿中8-OHdG的关系则相反,OGG1位点4高甲基化组发生8-OHdG浓度升高的风险比低甲基化组升高了1.26倍,OR值为2.26(95%CI:1.22~3.16)。线性回归分析发现OGG1位点4甲基化水平每升高一个单位,8-OHdG浓度增加0.217(95%CI:0.050~0.384),但未发现位点2甲基化水平与8-OHdG的关系。RCS曲线均未发现OGG1三个位点甲基化水平及位点均值甲基化水平与8-OHdG的剂量反应关系。8.采用串联多元中介效应模型进一步分析发现SAHH活性和OGG1甲基化在1-OHP与8-OHdG关系中存在正向的串联中介作用,说明PAHs致DNA氧化损伤的作用可能部分是由SAHH活性和OGG1甲基化的串联介导的。结论:焦炉工人PAH职业暴露致DNA氧化损伤可能部分是由SAHH活性和OGG1甲基化的串联中介作用介导的。
【学位单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R13
【部分图文】：

示意图,中介效应,间接效应,中介变量

自变量影响因变量的路径更多。以两个中介变量（M1 和 M2）串联的多元中介模型为例，如图1 所示。X 对 Y 的影响路径有四条：1、X 不经过任何中介变量直接影响 Y，即直接效应 X→Y；2、X 只经过 M1 的中介效应影响 Y，即间接效应 1：X→M1→Y；3、X经 M1 和 M2 两个中介变量的串联影响 Y，即间接效应 2：X→M1→M2→Y；4、X 只经过 M2 的中介效应影响 Y，即间接效应 3：X→M2→Y；。X 对 Y 的总效应为直接

示意图,示意图,氧化损伤,遗传学

3图 2 本研究中研究因素关系示意图，本研究将采用现况研究，以焦炉作业工人作为研究对象。 PAHs 代谢物 2-羟基萘（2-hydroxynathalene，2-NAP）、2ene，2-FLU）、9-羟基菲（9-hydroxyphenanthrene，9-PHE）、e，1-OHP）作为 PAHs 内暴露的指标。以血浆中 SAM/SAH8-OHdG 作为 DNA 氧化损伤的指标。本研究将采用串联多元探究 SAHH 活性和 OGG1 甲基化在 PAHs 致 DNA 氧化损伤从分子流行病学和表观遗传学方向说明，SAHH 活性与 OG损伤中的作用，为研究 PAHs 致癌的表观遗传学机制提供依

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