公共衛(wèi)生學(xué)院兒少衛(wèi)生與婦幼保健學(xué)教研室在讀博士楊佳揭示父源性表觀遺傳學(xué)傳代機(jī)制介導(dǎo)不良環(huán)境暴露對(duì)其后代出生結(jié)局的影響
2021年1月11日我校公共衛(wèi)生學(xué)院兒少衛(wèi)生與婦幼保健學(xué)教研室在讀博士楊佳在期刊《Frontiers in Genetics》（中科院期刊分區(qū)生物2區(qū)，影響因子：4.007）上發(fā)表了題為“Methylation of Imprinted Genes in Sperm DNA Correlated to Urinary Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) Exposure Levels in Reproductive-Aged Men and the Birth Outcomes of the Offspring”的研究論文，首次顯示：父親環(huán)境非職業(yè)PAHs暴露與其生殖細(xì)胞印記基因甲基化水平呈正相關(guān)，而與后代出生體重之間存在負(fù)相關(guān)，同時(shí)其生殖細(xì)胞的印記基因甲基化水平與子代出生體重之間呈負(fù)相關(guān)。這些研究結(jié)果支持父源性環(huán)境非職業(yè)暴露對(duì)胎兒的生長(zhǎng)有影響，其機(jī)制可能是通過(guò)父源性生殖細(xì)胞表觀遺傳學(xué)修飾改變所介導(dǎo)的，從而可為不良妊娠結(jié)局的遺傳學(xué)病因提供理論依據(jù)。
不良妊娠結(jié)局是指正常妊娠以外所有的病理妊娠及分娩期并發(fā)癥，其增加了孕產(chǎn)婦及圍產(chǎn)兒的發(fā)病和死亡風(fēng)險(xiǎn)，成為影響我國(guó)人口生育健康的重大社會(huì)問(wèn)題。山西省是產(chǎn)煤燃煤大省，且是我國(guó)出生缺陷高發(fā)地區(qū)，所以本次研究?jī)?nèi)容定位于生命早期環(huán)境污染物父源性暴露對(duì)表觀遺傳修飾的改變，且對(duì)子代胚胎發(fā)育及不良妊娠結(jié)局的影響。研究結(jié)果提示父系生殖細(xì)胞印記基因甲基化區(qū)對(duì)環(huán)境致畸物極其敏感，這些特征使得印記基因可能成為環(huán)境有害因素導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的重要的表觀遺傳學(xué)標(biāo)志物。
為了進(jìn)一步了解印記基因的表達(dá)異常是否可以誘導(dǎo)不良出生結(jié)局的發(fā)生，通過(guò)建立動(dòng)物模型結(jié)合人群追蹤隨訪展開(kāi)研究。首先通過(guò)對(duì)F0代父系小鼠BaP染毒建模后，觀察F0代及F1-2代精子印記基因甲基化水平改變，結(jié)果表明，F0代雄性小鼠暴露于BaP的2.5 mg/kg劑量會(huì)導(dǎo)致選定的6個(gè)印記基因中的4個(gè)甲基化模式發(fā)生顯著變化，且這些變化在未暴露的F1和F2代雄性后代精子DNA中也持續(xù)存在，此結(jié)果通過(guò)表觀遺傳多基因效應(yīng)和潛在的表觀遺傳代際傳遞支持父系介導(dǎo)機(jī)制，其相應(yīng)的研究結(jié)果發(fā)表于《Chemosphere》（影響因子：5.778），見(jiàn)下圖。其次在本次人群研究中，選擇正常育齡男性作為研究對(duì)象，隨訪其配偶新生兒出生情況，探究父本自然暴露于環(huán)境多環(huán)芳烴對(duì)新生兒出生結(jié)局的影響并探討其潛在的表觀遺傳機(jī)制，結(jié)果表明，父源性環(huán)境非職業(yè)PAHs暴露與新生兒出生結(jié)局發(fā)育指標(biāo)相關(guān)，尤其是出生體重。
BaP誘導(dǎo)未暴露后代印記基因DMR區(qū)甲基化水平改變。亞硫酸鹽焦磷酸測(cè)序測(cè)定未暴露的F1-2后代精子DNA印記基因H19、Peg1和Igf2以及印記基因Meg3、Peg3和Snrpn的甲基化水平。顯示的數(shù)據(jù)是來(lái)自BaP2.5和對(duì)照組的各7只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物獨(dú)立CpG位點(diǎn)的甲基化水平。比較對(duì)照組小鼠，橫線代表均數(shù)。*，q<0.05（FDR，通過(guò)多重測(cè)試糾正）
楊佳博士所在強(qiáng)梅教授研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于生命早期父源性暴露對(duì)早期胚胎發(fā)育的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制探索，對(duì)父系生殖細(xì)胞表觀遺傳學(xué)標(biāo)志物是否可作為不良出生結(jié)局的無(wú)創(chuàng)性篩查遺傳物質(zhì)具有重要的學(xué)術(shù)意義。
