H4K20me1与碱基切除修复相关基因在燃煤污染型砷中毒致DNA损伤修复中的作用

作者：李军; 谢琅; 丁雪娇; 王祺; 梁冰; 张爱华

来源：中华地方病学杂志, 2017, 36(11): 781-786.

• 砷中毒
• H4K20me1
• DNA损伤修复
• 碱基切除修复基因

目的了解燃煤污染型地方性砷中毒患者组蛋白H4第20位赖氨酸一甲基化(H4K20mel)修饰水平与碱基切除修复基因mRNA的转录水平,并分析其与DNA损伤的关系,为深入揭示砷致DNA损伤修复机制提供科学依据。方法收集贵州省兴仁县交乐村2014年自愿手术治疗的47例燃煤污染型砷中毒患者(一般病变组15例、癌前病变组14例、癌变组18例)及12例对照组的皮肤组织标本、头发样本和外周血样。电感耦合等离子质谱(ICP-MS)法测定发砷含量;免疫组化法检测皮肤组织中组蛋白H4K20mel修饰水平;实时荧光定量PCR检测外周血聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶-1(PARP1)、N-甲基化嘌呤-DNA-糖基化酶(MPG)、X射线修复交叉互补基因1(XRCC1)基因mRNA转录水平;单细胞凝胶电泳法检测外周血DNA损伤;酶联免疫吸附试验法检测外周血H4K20mel总体修饰水平。结果与对照组[中位数(第2575百分位数):0.15(0.070.23)μg/L]比较,砷中毒患者发砷含量[0.34(0.170.51)μg/L]明显升高(Z=6.037,P<0.05);与对照组(0.32±0.13、0.17±0.12)比较,癌变组患者外周血H4K20mel修饰水平(0.62±0.11)、癌前病变组和癌变组患者皮肤组织中H4K20mel修饰水平(0.54±0.20、0.83±0.10)明显增加(P<0.05);与对照组[0.95(0.501.49)、1.12(0.981.48)、0.96(0.671.17)]比较,癌变组PARP1、MPG基因mRNA表达[0.37(0.300.44)、0.38(0.150.48)]、癌前病变组和癌变组XRCC1基因mRNA表达[0.48(0.380.89)、0.32(0.200.55)]明显降低(P<0.05);与对照组(1.19±0.55、1.27±0.51)比较,一般病变组(6.49±0.98、6.60±1.11)、癌前病变组(11.22±1.40、10.07±1.11)和癌变组(20.38±1.72、27.01±1.78)彗星尾部DNA百分含量(TailDNA%)和彗星尾矩(OTM)明显升高(P<0.05);砷中毒患者皮肤组织H4K20mel修饰水平、外周血H4K20mel修饰水平、DNA损伤水平(TailDNA%、OTM)与其皮肤病变程度呈正相关关系(r=0.885、0.855、0.806、0.883,P均<0.05);外周血中H4K20mel修饰水平与DNA损伤水平(TailDNA%、OTM)、皮肤H4K20mel修饰水平均呈正相关关系(r=0.535、0.804、0.754,P均<0.05),与MPG、XRCC1、PARP1基因mRNA表达水平呈负相关关系(r=-0.563、-0.514、-0.550,P均<0.05);皮肤H4K20mel修饰水平与DNA损伤水平(TailDNA%、OTM)呈正相关关系(r=0.602、0.875,P均<0.05),与MPG、XRCC1、PARP1基因mRNA表达水平呈负相关关系(r=-0.492、-0.502、-0.552,P均<0.05)。结论燃煤污染型砷中毒可能通过影响H4K20mel修饰水平,抑制碱基切除PARP1、MPG、XRCC1基因mRNA的转录表达,致DNA损伤加重,参与砷中毒皮肤病变的发生发展。

• 单位
  贵州医科大学; 公共卫生学院