即使相对较低水平的铅暴露也会引起表观遗传变化
一组巴西和葡萄牙的研究人员观察到,生物体中铅的存在与一种microRNA (miRNA)之间存在相关性,这种microRNA可能与调节DNA甲基化的机制有关,这是控制基因表达并确保基因正常功能所需的一种生理过程。
这些变化是在血细胞来自使用铅作为原材料的汽车电池厂的工人。奇怪的是,铅含量血液样本平均每分升血液20微克(20 μg/dl),低于巴西法律规定的可接受上限(60 μg/dl)。
这项研究得到了FAPESP的支持,并在一篇发表在遗传学前沿.作者隶属于São保罗联邦大学(UNIFESP), ABC联邦大学(UFABC), Anhembi Morumbi大学,巴西São保罗大学(USP),以及葡萄牙新里斯本大学(UNL)。这项研究是由FAPESP资助的项目的一部分。
这篇文章的最后一位作者Gustavo Rafael Mazzaron Barcelos说:“迄今为止所进行的所有研究都表明,低水平的铅暴露并不一定与缺乏不良反应有关,但可能与文献中确定的由慢性铅中毒引起的事件之前的分子事件有关,比如神经和血液问题。”巴塞罗斯是联发会健康与社会研究所(ISS)的教授,该研究所位于São保罗州桑托斯。
尽管低剂量与健康问题他补充说,DNA的改变应该是一个警告。“这些水平不能被认为是安全的。如果铅暴露水平可以降到最低,那就太好了,但整个工业系统都依赖于铅的生产。我们需要良好的公共政策来最大限度地减少接触,我们在巴西已经系统地观察了几十年,”巴塞罗斯说。
在巴西,任何超过60 μg/dl的铅接触都必须向SUS、国家卫生服务和社会保障当局报告。在中国,研究表明当地工人的血液含量更高铅水平平均约40 μg/dl。
“我们分析了DNA甲基化,这是一种表观遗传变化,主要发生在控制基因功能的启动子区域。当这些区域的甲基化发生这样的变化时,蛋白质合成可能会失调,可能会引起问题。有证据表明,铅暴露可以抑制DMNT1,这是一种负责控制DNA甲基化的酶。在我们分析的样本中,我们发现了大量的miR-148a,这是一种靶向DMNT1基因的miRNA,”该文章的第一作者Marilia Ladeira de Araújo说。这项研究是她在ISS-UNIFESP博士研究的一部分。她利用FAPESP的奖学金在UNL医学院做研究实习生时进行了部分分析。
检测
在之前的一项研究中,该小组在同一工人队列中检测到DNA甲基化的整体下降,使用的样本来自Paraná州的工厂。报道于毒理学与环境健康杂志A部分,该研究是Paula Pícoli Devóz在São保罗大学Ribeirão普雷托制药科学学院(FCFRP-USP)的硕士研究的一部分。Devóz也是最新发表的研究的合著者之一。
研究人员随后决定寻找DNA甲基化减少的生物标志物,确定了几种可能与这一事件有关的mirna。他们观察到miR-148a显著增加,在文献中指出,miR-148a与DNA损伤、炎症过程和氧化应激有关,所有这些都可能与神经退行性疾病和癌症等多因素病理的发展相关。
“使用miR-148a作为铅暴露引起的表观遗传障碍的生物标志物的优势在于,其表达的这些改变可能先于各种细胞疾病,如氧化应激和细胞死亡,”Barcelos说。“我们还不知道DNA甲基化的降低是否会产生不良影响。我们分析了这个参数在DNA中的整体状态,但我们现在知道它是这种情况的潜在生物标志物。”
一旦疫情结束,他计划继续研究,在相对较长的时间内从同一队列中收集更多样本,以观察低水平接触的影响是否会持续,以及生物体如何适应这种影响。