美國的研究人員發(fā)現(xiàn)兒童鉛暴露和基因調控區(qū)表觀遺傳學改變之間存在聯(lián)系，這些基因對生長調節(jié)和大腦發(fā)育至關重要。研究論文發(fā)表在Environ Health Perspect上。

    這些改變或可持續(xù)到成年期，并對男性有較嚴重的影響。他們的研究為早期鉛暴露對DNA的長期影響提供了更多的線索，并可能有助于發(fā)展治療或逆轉DNA損害的方法。

    該研究團隊和辛辛那提大學的 Dietrich ，杜克大學的 Li以及北卡羅來納州立大學的Skaar一起，分析了105名來自辛辛那提鉛研究參與者的數據，該研究測定了兒童從出生到6歲半的血鉛含量。他們對現(xiàn)已成年的參與者進行隨訪并采集血樣，用以測序分析DNA甲基化 --- 數據的時間跨度為36年。

    “雖然我們是首次有證據證明人類早期鉛暴露和三個印跡基因調控區(qū)域異常甲基化之間的關聯(lián)，”Hoyo說， “但從公共衛(wèi)生的角度來看，結果是非常令人興奮的，因為我們可以設法確定早期鉛暴露和環(huán)境中其他毒物暴露的潛在生物標志物。”

    該團隊花了數年的時間準確找出了早期鉛暴露與特定的疾病相關的DNA調控區(qū)域，到目前為止已找到22個。在此研究中，研究人員觀察了這22個區(qū)域，以研究鉛暴露是否影響DNA甲基化（甲基化可以控制基因如何表達，基本上確定了一個基因是開啟還是關閉）。當甲基化發(fā)生改變，基因要么關閉（或沉默），要么它們的活性比正常時更高。

    該團隊發(fā)現(xiàn)如果從出生到6歲半有過鉛暴露，成年后三個印記基因的表達會受到影響，它們分別是：PEG3，IGF2 / H19和PLAGL1/ HYMAI。其中PEG3和IGF2 / HI9的甲基化水平降低。這種影響有性別差異：PEG3與IGF2 / H19的甲基化水平降低，PEG3與胎兒的發(fā)育有關的，對男性的影響大于女性，IGF2 / H19則與此相反的。PLAGL1 / HYMAI甲基化水平提高，且沒有性別差異。

    此外，他們還發(fā)現(xiàn)，出生后發(fā)育階段血鉛含量增加似乎并未對調控區(qū)域有其他任何影響 -即使鉛暴露在研究期間持續(xù)增加，甲基化改變也只發(fā)生在最開始的12個月。

    “基因就像計算機一樣，有硬件和軟件，”Jirtle說， “多數科學家一直在研究‘硬件’—遺傳序列，而忽略了‘軟件’，即調控區(qū)是如何改變基因表達的。該研究為我們首次展示了‘軟件’是如何被早期的鉛暴露影響的”。

    Hoyo和她的團隊計劃繼續(xù)調查鉛暴露，基因表達與疾病之間可能的關聯(lián)。 “我們在這項研究中發(fā)現(xiàn)的失調基因可塑性極強，特別是在胎兒發(fā)育期和兒童早期。如果我們能夠在正確的發(fā)育階段對它們進行有針對性地治療，就可能增加它們回歸正常的可能性。”