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锰接触者生物标志物的横断面研究

作　者: 陈雯雯
导　师: 邵华
学　校: 山东省医学科学院
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 锰热休克蛋白70 多巴胺-β-羟化酶单胺氧化酶锰超氧化物歧化酶生物标志物
分类号: R131
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

锰(manganese,Mn)是人体正常代谢过程中不可缺少的一种微量元素,又是工作场所和环境中常见的易在体内蓄积的毒物。职业性长期接触锰最明显的是对神经系统的毒作用,表现为中枢神经系统锥体外系受损和震颤麻痹症状,其临床表现酷似神经退行性疾病-帕金森氏病(Parkinson’s disease,PD)。锰所致严重的、不可逆的神经系统损伤一旦发生,临床上无特效控制措施,病程迁延,终生不愈,给患者、家庭和社会造成巨大的经济负担。为预防锰中毒,应在锰对靶器官系统造成不可逆的损害之前识别,并减少锰的接触。因此,长期职业性锰接触所引起的神经系统损伤的防治问题是我国职业医学领域迫切需要解决的重要问题。目前锰及其化合物对人体神经系统的毒作用机制尚不完全清楚,锰主要侵害基底神经节,选择性损伤多巴胺能神经元,其机制可能与干扰中枢神经的能量代谢,改变神经递质,激活氧化系统导致神经细胞退行性变性等有关。本文选择神经系统中易受锰影响的生化指标、与神经递质代谢、神经细胞的脂质过氧化有关的合成酶及降解酶,如血清丙二醛(MDA)、总超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物岐化酶(GSH-Px)活力及胆碱酯酶(AChE)活性等指标,研究锰的接触与效应生物标志物。在同样作业环境、同样接触水平的工人中,仅有少部分人发生中毒,提示个体对锰易感性存在着差异,表明引起神经系统损伤的锰接触者可能存在某些敏感基因,遗传因素可能对锰所致神经毒性作用的发生起重要作用。有研究表明多巴胺-β-羟化酶(DBH)、热休克蛋白70(HSP70)、锰超氧化物歧化酶(MnSOD)及单胺氧化酶(MAO)与脂质过氧化,损伤多巴胺能神经元等机制有关,提示这四种酶的遗传多态性可能影响锰对神经损伤的敏感性。DBH、HSP70、MnSOD及MAO基因多态性与锰所致神经损伤的关系研究国内外报道较少,且不同国家、地区和种族间结果不一,有待确定它们是否为锰所致神经损伤的遗传敏感基因。本文同时研究了DBH、HSP70、MnSOD及MAO四种代谢酶基因多态性及mRNA表达,综合分析它们是否为锰职业危害的敏感基因。热休克蛋白(HSPs)在正常细胞中介导其它蛋白质的跨膜转运和正确装配,起着分子伴侣的重要作用,在应激因素的作用下,可被诱导产生,通过应激基因的激活,从而提高细胞对损伤的耐受和应激能力,HSP70是含量最丰富的热休克蛋白,有研究表明HSP70是反映机体应激反应的有价值的生物标志物。本文研究了HSP70表达与锰的神经毒作用关系。【研究目的】1.探讨尿锰、血锰、血清丙二醛(MDA)、总超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物岐化酶(GSH-Px)活力及胆碱酯酶(AChE)活性等指标与空气锰个体接触剂量的相关关系,研究锰职业危害的接触与效应生物标志物。2.以微流控芯片为检测平台,应用单核苷酸多态性的方法,探讨四种代谢酶DBH、HSP70、MnSOD与MAO基因多态性与锰所致神经损伤的关系。3.以实时荧光定量为检测平台,探讨空气锰个体接触不同暴露水平对mRNA表达及mRNA指导下的蛋白质含量的影响。探寻锰职业危害的生物标志物,为职业暴露人群的筛选、高危人群的健康监护提供理论依据,从而达到进一步加强病因预防的目的。【研究方法】1.采用个体采样器对锰职业接触工人进行八小时时间加权平均浓度的监测,获得准确的工人工作班内锰个体接触剂量。测定血清MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性等指标。应用石墨原子吸收法测定锰职业接触工人的血锰、尿锰含量及空气锰个体接触剂量。2.选择锰职业接触工人为研究对象,以微流控芯片为检测平台,采用限制性片段长度多态性(RFLP-PCR)方法检测与锰体内代谢过程关系密切的四种生物代谢酶DBH,MAO,HSP70和MnSOD的基因位点多态性,统计分析四种生物代谢酶不同基因型及等位基因对锰所致神经损伤的影响,筛选出锰职业接触遗传易感基因。3.以SYBR Green I嵌合荧光实时定量聚合酶链式反应法检测四种代谢酶mRNA含量表达;应用蛋白印迹法检测HSP70基因的蛋白含量,探讨空气锰个体接触不同暴露水平对四种酶mRNA表达及mRNA指导下的蛋白质含量的影响。【研究结果】1.根据8小时时间加权平均浓度(8h-TWA)分组,高锰暴露组工人血锰及血清MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性等指标与低暴露照组比较均有显著性差异(P<0.05),但与8h-TWA无明显相关关系;尿锰含量在两组间比较没有显著性差异,与8h-TWA也无明显相关关系(P>0.05)。2.以402名锰接触者外周血为样本,测定四种生物代谢酶基因型,结果发现:在神经功能异常组与正常组间,DBH基因A2A2型与A2等位基因分布明显不同,在异常组的分布多于正常组有显著性差异(P<0.05);MnSOD基因的VV基因型在高暴露水平下,异常组的分布明显多于正常组(P<0.05);而MAO与HSP70多态位点基因型及等位基因在高、低暴露水平下两组间分布均没有显著性差异(P>0.05)。3.根据8h-TWA所分为高、低暴露组,锰高暴露组的HSP70的mRNA及HSP70蛋白表达水平明显高于低暴露组(P<0.05)。DBH、MAO与MnSOD的mRNA表达在两组间没有显著性差异(P>0.05)。【结论】1.血锰、MDA含量、SOD、GSH-Px活力及AChE活性虽在高低暴露组间有显著性差异,有助于确定当前锰暴露的程度,但对空气锰个体接触浓度的变化不敏感,不能很好的作为锰职业危害的接触与效应标志物,可以作为参考指标与其他指标联合分析锰的内暴露剂量及产生的神经毒性作用。2. DBH基因TaqI多态性,MnSOD基因Val-16-Ala多态性可能在锰职业危害的遗传易感性中起作用。MAO与HSP70基因多态性可能对锰职业危害影响不大。3.锰接触者外周血淋巴细胞HSP70水平及HSP70mRNA表达的增高与保护神经细胞免受锰刺激引起的脂质过氧化等损伤有关,这可能与锰的神经毒作用机制有潜在联系。

全文目录

中文摘要  5-8
英文摘要  8-12
主要符号表  12-13
前言  13-16
第一部分锰接触者的接触与效应生物标志物的研究  16-26
  1. 对象与方法  17-20
  2. 结果  20-22
  3. 讨论  22-24
  4. 结论  24-26
第二部分锰的代谢酶基因多态性与锰神经毒作用的相关性研究  26-48
  1、对象与方法  27-36
  2. 结果  36-44
  3. 讨论  44-47
  4. 结论  47-48
第三部分锰职业接触者的HSP70、DBH、MnSOD与MAO mRNA及HSP70蛋白质表达的分析研究  48-63
  1. 对象与方法  49-56
  2. 结果  56-60
  3. 讨论  60-62
  4、结论  62-63
结语  63-65
参考文献  65-70
综述  70-79
攻读硕士学位期间已(待)发表文章  79-80
致谢  80

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