广西某矿区微量元素暴露与淀粉样蛋白相关基因及蛋白的相关性研究

摘要

目的：随着我国西部大开发深入进行以及广西铝顺利开工建设及不断扩产，矿尘、矿渣、矿水的污染，矿区内环境的巨变，人群微量元素暴露压力持续不断加大，因此本课题将在前期研究基础上，用流行病学研究方法来调查 AD 相关的遗传与环境因素，从分子水平深入探讨在微量元素暴露环境压力下，AD相关遗传危险因子（特别是Aβ通路的相关基因和蛋白）与微量元素暴露之间是否在相关性，为进一步揭示环境因素与人体基因、蛋白功能相互作用积累相关实验数据。　　方法：1.从广西某矿区抽取60-90岁老年人407名为矿区组，另从广西非矿区抽取60-90岁老年人390名为非矿区组，两组人群的年龄及居住年限基本相同。采用简易智力状态量表（MMSE）对研究对象认知能力进行评估。2.于清晨7点到8点，空腹取坐位，从肘静脉采血5ml，置于经处理过的专用试瓶中，用于以下实验：（1）血液微量元素检测，1周内用电感藕合等离子质谱法检测血液中微量元素含量。（2）APP、SORL1、Caspase3、BACE1、HIF1、NF-κB、Apo E4、PS1、PS2、PKC、Aβ等11个基因的含量测定（RQ-PCR法）。（3）Aβ、Tau、磷酸化Tau等蛋白测定（ELISA法）。3.（1）根据MMSE得分，将受试者分为矿区对照组和矿区病例组，非矿区对照组和非矿区病例组。（2）采用SPSS软件对铝矿区和非铝矿区组间、认知功能对照组组和病例组血液中AD相关基因和蛋白、微量元素与认知能力之间相关性进行分析。　　结果：1. 矿区组老年人认知功能障碍检出率为26.3%，非矿区组老年人认知功能障碍检出率为6.7%，两组人群认知功能障碍检出率差异有统计学意义（χ2=47.43，P＜0.01），矿区组老年人认知功能障碍检出率高于非矿区组。2. 矿区病例组老年人血清中铝、铁、铜、锌含量分别为（747.16±22.87）μg/kg、（2551.65±165.13）μg/kg、（1652.07±19.03）μg/kg、（2059.49±165.25）μg/kg，矿区对照组老年人血清中铝、铁、铜、锌含量分别为（415.71±5.64）μg/kg、（1270.00±21.50）μg/kg、（1267.00±14.99）μg/kg、（810.42±3.75）μg/kg，矿区组老年人血清中铝、铁、铜、锌含量较非矿区组显著增高（P＜0.01）；认知功能障碍与血清中铝铁铜锌含量呈正相关（P＜0.01），血清中铝含量与铁锌铜含量呈正相关（P＜0.01）。3.与矿区对照组比较，矿区病例组APP、Caspase3、BACE1、NF-κB、PS1、PS2、Aβ的mRNA相对表达含量升高，SORL1的mRNA相对表达含量降低，Aβ、tau、P-tau蛋白表达升高；4. 铝元素与AD Aβ通路相关基因APP、SORL1、Caspase3、BACE1、NF-κB、PS1、PS2、Aβ及蛋白Aβ、tau、P-tau的相关系数为：0.496、-0.415、0.499、0.489、0.404、0.485、0.476、0.439、0.413、0.488、0.430，差异有意义（P＜0.05），与HIF1、ApoE4、PKC基因的相关系数为0.342、0.306、-0.352，差异无统计学意义（P＞0.05）。　　结论：1.矿区的铝暴露可能会增加长期居住在矿区老年人的认知功能障碍的发生风险，认知能力随血清中铝、铁、铜、锌含量的升高而降低的趋势，老年人群血清中锌含量有随铝含量增加而增加趋势。2. 铝元素含量与APP、Caspase3、BACE1、NF-κB、PS1、PS2、Aβ的mRNA相对表达含量呈正相关，与SORL1的mRNA相对表达含量呈负相关。与Aβ、tau、P-tau蛋白表达呈正相关。3. AD的前期症状--认知障碍的发生可能是因为浅表铝暴露致使人体内铝含量升高而导致了AD Aβ通路相关基因APP、Caspase3、BACE1、PS1、PS2、Aβ的mRNA相对表达量升高以及Aβ、tau、P-tau蛋白表达水平升高而引起的。

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