懷孕期間暴露在空氣污染中會改變胎盤DNA甲基化模式

在最近發(fā)表在《The Lancet Planetary Health》雜志上的一項研究中，研究人員評估了產前空氣污染物暴露濃度與胎盤脫氧核糖核酸(DNA)甲基化(DNAm)變化之間的關系，以及潛在的易感窗口和性別特異性變異。

背景

孕婦和嬰兒特別容易受到空氣污染的影響，這可能導致不良的出生和發(fā)育結果。室外空氣污染可以減少殘疾調整生命年，但暴露于顆粒物會增加早產和胎兒生長減少等新生兒結局的風險。

研究將兒童心臟代謝、呼吸和神經發(fā)育問題與這些健康影響聯(lián)系起來。然而，關于孕期空氣污染對控制生理過程和影響嬰兒發(fā)育的胎盤表觀基因組影響的科學研究有限。全基因組胎盤DNA甲基化研究是罕見的，因為樣本數(shù)量有限。

研究

在目前的多地點研究中，研究人員描述了胎盤DNA與空氣污染相關的變化。

研究人員分析了三個基于人群和前瞻性母嬰隊列的數(shù)據:SEPAGES、EDEN和PELAGIE，它們來自法國的普瓦捷、南希、格勒諾布爾和布列塔尼地區(qū)。研究人員招募了孕婦參加2003年至2006年的PELAGIE和EDEN研究，以及2014年至2017年的SEPAGES研究。

所有參與者都是單胎妊娠的成年人，并計劃在研究區(qū)域內的產科診所分娩。他們評估了1539對母子夫婦，評估了胎盤DNA，不包括不會說法語的女性。

在懷孕期間和懷孕后，助產士或自行填寫問卷收集醫(yī)療和生活方式信息。研究小組使用二氧化氮(NO2)、直徑≤2.5毫米的顆粒物(PM2.5)和PM10作為交通相關空氣污染物的代表，應用母親家中的時空模型來預測她們在每個妊娠期的暴露情況。

研究人員通過結合氣溶膠光學深度、氣象、植被和其他預測因素的數(shù)據來估計PM2.5和PM10的水平。

他們使用基于化學傳輸CHIMERE模型的國家環(huán)境工業(yè)與風險研究所模型，以4.0公里的分辨率計算了二氧化氮暴露。

該團隊進行了匯總的表觀基因組水平關聯(lián)研究和EPIC陣列，以檢測5'- C-磷酸-G-3' (CpG)的差異甲基化區(qū)域(DMR)，包括性別連鎖和性別特異性改變。他們通過Infinium DNAm陣列(n= 668)證實了這一發(fā)現(xiàn)。

采用線性回歸模型對數(shù)據進行分析，控制了產婦年齡、嬰兒性別、孕前體重指數(shù)、分娩時產婦受教育程度、孕期吸煙情況和招募中心所在城市等因素。

研究人員調查了孕期空氣污染對胎兒發(fā)育過程中DNA改變的影響。他們測定了胎兒生長指標，如胎齡、出生長度、頭圍和出生體重。

他們還使用超幾何測試來尋找基因組區(qū)域和CpG島中的CpG富集。他們還通過在京都基因與基因組百科全書(KEGG)和Reactome數(shù)據庫中搜索富集途徑，研究了差異甲基化位點的生物活性。他們還研究了信息豐富的CpG中增強的健康結果和表型。

結果

研究小組在28個與孕婦空氣污染暴露有關的地區(qū)檢測到4個CpG，在66個地區(qū)的女性新生兒中檢測到150個CpG，在87個地區(qū)的男性新生兒中檢測到469個CpG。

他們驗證了35%的可訪問CpG。在檢測到的CpGs中，超過30%的CpGs與至少一種出生結局相關，最具統(tǒng)計學意義的改變表明免疫、大腦發(fā)育和代謝途徑的富集。

研究人員在女性的最后三個月(134 CpGs)，整個懷孕期間(281 CpGs)和男性新生兒的最初三個月(237 CpGs)中觀察到大多數(shù)關系。

鑒定的胎兒發(fā)育相關差異甲基化基因包括gtp結合蛋白Di-Ras3 (DIRAS3)、叉頭盒G1(FOXG1)、含硫氧還蛋白結構域15 (TXNDC15)、正畸同源盒1(OTX1)、尾錨蛋白引導進入因子1(GET1)、γ -谷氨酰轉移酶6 (GGT6)、含卷繞結構域62 (CCDC62)、復雜死亡相關蛋白6 (DAXX)、鋅指蛋白563 (ZNF563)、脂肪酶成熟因子1(LMF1)、aarF結構域含激酶5 (ADCK5)和BH3相互作用結構域死亡激動劑(BID)。

中位暴露量NO2為20 μg/m3，PM10為18 μg/m3，PM2.5為12 μg/m3。根據兒童性別進行分層研究，共鑒定出650個CpG位點，其中92個位點為女性新生兒特異性，196個位點為男性新生兒特異性，362個位點在兩性中一致。NO2與CpG位點的關系最為密切。

結論

該研究表明，孕期空氣污染暴露與胎盤DNA改變之間存在性別二態(tài)關聯(lián)，表明產前空氣污染暴露可能會改變表觀遺傳途徑，可能影響胎兒的生長和神經發(fā)育。

女性新生兒在妊娠晚期最脆弱。相比之下，研究小組觀察到男性在妊娠初期和整個懷孕期間對空氣污染物的敏感性。進一步的研究可以評估表觀遺傳改變在整個生命中的持久性。

來源：The Lancet Planetary Health

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應的酸。

4. 反應活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質發(fā)生以下反應：

   - 還原反應：可以被還原劑還原為相應的醇。

   - 加成反應：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應，形成相應的加成產物。

   - 導入反應：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應，發(fā)生導入反應，形成醇或酯。

5. 異構性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構體，它們的分子結構不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應避免與火源接觸和存放在易燃物質附近。