资源描述：
4 1 2 主堡些直疸堂苤壹2 Q 生旦2 1 旦箜 鲞箜i 塑￡丛 』E d 坐i ，』 ， ，y 3 5 ，盟 鱼 组蛋白H 4 第2 0 位赖氨酸甲基化修饰与燃煤 砷暴露人群D N A 损伤修复的关系 李成贵李军 张爱华马璐于春谢琅杨光红 5 5 0 0 2 5 贵州．贵州医科大学卫生毒理学教研室、环境污染与疾病监控省部共建教育部重点实 验室 李成贵、李军、张爱华、马璐、于春、谢琅、杨光红 通信作者李军．E m a i l 6 4 1 8 8 5 4 7 6 q q ．o o m D O I 1 0 ．3 7 6 0 ／e m a ．j ．i s s n ．2 0 9 5 4 2 5 5 ．2 0 1 6 ．0 6 ．0 0 5 【摘要】 目的观察贵州省燃煤污染型砷中毒病区砷暴露者外周血细胞组蛋白H 4 第2 0 位赖氨酸 H 4 K 2 0 甲基化修饰水平及其与血细胞D N A 损伤的关系，为揭示砷抑制D N A 损伤修复机制研究提供依据。方 法以贵卅l 省兴仁县燃煤型砷中毒病区交乐村为调查点，通过健康体检，选择1 1 5 例砷暴露者为砷暴露组；同 时选择相邻的非病区上坝田村5 3 例居民作为对照组。采集观察对象发样、外周血，提取血细胞组蛋白；微波消 解一电感耦合等离子质谱 I C P M S 法测定发样中砷元素的含量；酶联免疫吸附实验 E L I S A 检测外周血细胞组 蛋白H 4 K 2 0 一、二、三甲基化 H 4 K 2 0 m e l 、m e 2 、m e 3 修饰水平；单细胞凝胶电泳 S C G E 法检测D N A 损伤。结 果发砷含量测定结果与对照组[ 中位数 M ，四分位数 0 ．1 2 0 ．0 8 ～0 ．1 8 I x g ／g ] 比较，砷暴露组发砷[ M 四 分位数 0 ．3 0 0 ．1 9 ～0 ．4 6 斗g ／g ] 含量明显升高 F 1 1 ．9 6 8 ，P 0 ．0 5 。H 4 K 2 0 甲基化修饰水平检测结果与对 照组 0 ．4 4 0 ．1 4 、0 ．9 9 0 ．4 1 、1 ．0 6 0 ．3 3 比较，砷暴露组H 4 K 2 0 m e l 修饰水平 0 ．6 0 0 ．2 9 升高 F 2 ．5 1 3 ， P 0 ．0 5 、H 4 K 2 0 m e 2 修饰水平 0 ．7 5 0 ．2 6 降低 F 4 ．7 0 7 ，P 0 ．0 5 。D N A 损伤检测结果与对照组f M 2 ．1 2 、1 ．1 6 ] 比较，砷暴露组尾部D N A 百分含量 T a i l D N A ％，M 1 0 ．7 5 、O l i v e 尾矩 O l i v e t a i l m o m e n t ，M 1 1 ．6 9 均明显升高 F 9 ．3 0 7 、9 ．4 5 7 ，P 均 0 ．0 5 。相关 性分析观察对象H 4 K 2 0 m e I 修饰水平与发砷含量呈正相关 r 0 ．2 1 4 ，P 0 ．0 5 ，H 4 K 2 0 m e 2 修饰水平与其 呈负相关关系 r 一0 ．2 2 4 ，P 0 ．0 5 ；H 4 K 2 0 m e l 修饰水平与D N A 损伤水平 T a i l D N A ％、O l i v e t a i l m o m e n t 均 呈正相关关系 r 0 ．3 8 3 、0 ．3 8 0 ．P 均 0 ．0 5 ，H 4 K 2 0 m e 2 修饰水平与其均呈负相关关系 r 一0 ．2 9 0 、一0 ．2 9 8 ，P 均 0 ．0 5 。结论H 4 K 2 0 甲基化修饰响应机体砷暴露，H 4 K 2 0 m e l 、H 4 K 2 0 m e 2 修饰改变可能参与调控砷暴露 对机体造成的D N A 损伤修复过程。 【关键词】砷中毒；甲基化；D N A 损伤；D N A 修复 基金项目国家自然科学基金 8 1 3 6 0 4 1 1 、8 1 4 3 0 0 7 7 C o r r e l a t i o nb e t w e e nh i s t o n e4l y s i n e2 0m e t h y l a t i o na n dD N Ad a m a g e - r e p a i ri n c o a l - b u r n i n g - b o r n e a r s e n i c e x p o s e dr e s i d e n t s L iC h e n g g u i ，L iJ u mZ h a n gAi h u a , M aL u ，Y uC h u n , X i eL a n g , Y a n gG u a n g h o n g K e yL a b o r a t o r yo fE n v i r o n m e n t a lP o l l u t i o nM o n i t o r i n ga n dD i s e a s eC o n t r o lo fM i n i s t r yo fE d u c a t i o n ，D e p a r t m e n to f T o x i c o l o g y , G u i z h o uM e d i c a lU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 2 5 ，C h i n a L iC G ，L iZZ h a n gA H ，M aL ，Y uc ，X i eL ，Y a n g G H C o r r e s p o n d i n ga u t h o r L iJ u n ，E m a i l 6 4 1 8 8 5 4 7 6 q q ．c o m 【A b s t r a c t 】O b j e c t i v e T od e t e c t t h eg l o b a ll e v e lo fh i s t o n e4l y s i n e2 0 H 4 K 2 0 m e t h y l a t i o na n di t s r e l a t i o nw i t hD N Ad a m a g e r e p a i ri n p e r i p h e r a lb l o o dc e l lo fa r s e n i c - e x p o s e dr e s i d e n t si nt h ec o a l - c o n t a m i n a t e d a r s e n i s ma r e a si nG u i z h o u ，i no r d e rt op r o v i d eab a s i st od e e p e nt h ei n t e r p r e t a t i o no ft h er o l eo fa r s e n i ci ni n h i b i t i n g D N Ad a m a g e - r e p a i r ．M e t h o d s J i a o l ev i l l a g ei nc o a l - b u r n i n g - b o r n ea r s e n i s ma r e a si nX i n g r e nC o u n t yo fG u i z h o u w a ss e l e c t e da st h es u r v e yp o i n t ，a n d1 15caseso fa r s e n i c e x p o s e dr e s i d e n t sw e r es e l e c t e da st h ea r s e n i ce x p o s e d g r o u po n t h eb a s i so f p h y s i c a le x a m i n a t i o n ．M o r e o v e r ，5 3r e s i d e n t sf r o mo n ev i l l a g eo fn o n - e p i d e m i ca r e a n e i g h b o r i n gt h ed i s e a s e da r e aw e r es e l e c t e da sc o n t r o l s ．H a i ra n dp e r i p h e r a lb l o o ds a m p l e so ft h e s es u b j e c t sw e r e c o l l e c t e d ，a n dt h eh i s t o n ep r o t e i nw a se x t r a c t e df r o mt h el y m p h o c y t e ss e p a r a t e df r o mb l o o ds a m p l e s ．T h eh a i r s a m p l e sw e r ed i g e s t e dw i t h m i c r o w a v ed i g e s t i o ni n s t r u m e n t ，a n dt h eh a i ra r s e n i cc o n t e n tw a st e s t e dv i at h e i n d u c t i v e l yc o u p l e dp l a s m a m a s ss p e c t r o m e t r y I C P M S m e t h o d ；t h el e v e lo fH 4 K 2 01 ，2 ，3m e t h y l a t i o n 论著 万方数据 主堡些互痘堂苤查2 Q 至i 旦 Q 旦墨 鲞釜i 塑￡ 也』垦 i 堕i 』 12 Q 2 Q ，y 3 』盟 H 4 K 2 0 m e 2 ，m e 2 ，m e 3 i np e r i p h e r a lb l o o dc e l lw a st e s t e db ye n z y m e - l i n k e di m m u n o s o r b e n ta s s a y E L I S A ；D N A d a m a g eo fp e r i p h e r a lb l o o dc e l lw a sm e a s u r e db ys i n g l ec e l lg e le l e c t r o p h o r e s i s S C G E ．R e s u l t s T h et e s t i n g r e s u l t so fh a i ra r s e n i cc o n t e n t ss h o w e dt h a tt h ea r s e n i cl e v e l so fh a i ri na r s e n i ce x p o s e dg r o u p [ 0 ．3 0 0 ．19 0 ．4 6 t x g ／g ] w e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h o s eo fc o n t r o lg r o u p 【0 ．1 2 0 ．0 8 0 ．1 8 I x g ／g ，F 1 1 ．9 6 8 ，P 0 ．0 5 1 ． C o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o l f 0 ．4 44 - 0 ．1 4 ，0 ．9 9 0 ．4 1 ，1 ．0 6 0 ．3 3 ．t h el e v e lo fH 4 K 2 0 m e lf 0 ．6 04 - 0 ．2 9 i na r s e n i c e x p o s e dg r o u pw a sh i g h e r F 2 ．5 1 3 ，P 0 ．0 5 ，H 4 K 2 0 m e 2 O ．7 5 0 ．2 6 w a sl o w e r F 4 ．7 0 7 ，P 0 ．0 5 ．T h ed e t e c t i n gr e s u l t so fD N A d a m a g eo ft h el y m p h o c y t e ss e p a r a t e df r o mp e r i p h e r a lb l o o ds h o w e das t a t i s t i c a l l ys i g n i f i c a n ti n c r e a s ef F 9 ．3 0 7 ． 9 ．4 5 7 ，a l lP 0 ．0 5 i nT a i l D N A ％a n dO l i v e t a i l m o m e n ti na r s e n i ce x p o s e dg r o u p [ M e d i a n M 1 0 ．7 5 ，11 ．6 9 ] c o m p a r e dw i t ht h o s eo fc o n t r o lg r o u pf M 2 ．1 2 ．1 ．1 6 ．T h ec o r r e l a t i o na n a l y s i si n d i c a t e dt h a tt h ea r s e n i cl e v e l so f h a i ro fs u b j e c t sw e r ep o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hH 4 K 2 0 m e l r 0 ．2 1 4 ，P 0 ．0 5 a n di n v e r s e l yw i t hH 4 K 2 0 m e 2f r 一0 ．2 2 4 ，P 0 ．0 5 ；H 4 K 2 0 m e lw a sp o s i t i v e l ya s s o c i a t e dw i t hT a i l D N A ％r 0 ．3 8 3 ，P 0 ．0 5 a n dO l i v e t a i l m o m e n t r 0 ．3 8 0 。P 0 ．0 5 ；H 4 K 2 0 m e 2w a si n v e r s e l ya s s o c i a t e dw i t hT a i l D NA ％r 一0 ．2 9 0 ，P 0 ．0 5 a n dO l i v e t a i l m o m e n t f r 一0 ．2 9 8 ．P O ．0 5 ．C o n c l u s i o n H 4 K 2 0m e t h y l a t e dm o d i f i c a t i o nm a k e sar e s p o n s et oa r s e n i ce x p o s u r eo fh u m a n b o d y ，t h ea l t e r a t i o no fH 4 K 2 0 m e 1 ／m e 2m a yp a r t i c i p a t ei nr e g u l a t i n gD N Ad a m a g e - r e p a i ri n d u c e db ya r s e n i ci nv i v o ． 【K e yw o r d s 】 A r s e n i cp o i s o n i n g ； M e t h y l a t i o n ；D N Ad a m a g e ；D N Ar e p a i r F u n dp r o g r a m s N a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a 813 6 0 4 11 ，814 3 0 0 7 7 燃煤污染型地方性砷中毒 简称燃煤型砷中 毒 是我国特有的地球化学性疾病，主要分布在贵 州和陕西两省。当地居民长期燃用高砷煤，导致砷 污染空气和食物．以及不良的生活方式等导致砷摄 人过量而引起全身性慢性中毒。砷中毒不仅对人体 皮肤、肝脏、肾脏、神经等多系统器官造成损害，更 严重的是导致皮肤、肝、肺、膀胱等器官癌症的高 发。有关砷中毒的发病机制一直以来都是国内外学 者研究的重点，确切的机制仍未明确。D N A 修复进 程的抑制或破坏．尤其是D N A 断裂修复，被认为是 砷致病致癌的主要机制之一[ 1 ] 。近年来的研究发现， 组蛋白修饰对于化学致癌物或促癌物诱导细胞 D N A 损伤修复过程起重要作用r 2 ] 。组蛋白H 4 第2 0 位赖氨酸 H 4 K 2 0 甲基化是一种重要的组蛋白修 饰类型，包含一甲基化 H 4 K 2 0 m e l 、二甲基化 H 4 K 2 0 m e 2 和三甲基化 H 4 K 2 0 m e 3 3 种修饰水 平。分别被3 种特异性修饰酶催化合成。H 4 K 2 0 甲 基化与多种生物学过程相关[ 3 ] ，如D N A 复制和转录、 细胞周期检验点调控、D N A 损伤修复、染色质浓缩、 细胞衰老等，这对于维持细胞基因组的稳定具有重 要意义。尚有多项研究证实，H 4 K 2 0 m e l ／m e 2 在招 募修复因子参与D N A 损伤修复过程中发挥重要作 用．其修饰水平与细胞D N A 损伤敏感性及修复过 程密切相关．“。为了解H 4 K 2 0 甲基化水平在燃煤 型砷暴露人群D N A 损伤发生发展中的作用，本研 究通过检测贵州省燃煤型砷中毒病区砷暴露者发 砷含量、外周血细胞组蛋白H 4 K 2 0 甲基化水平及血 细胞D N A 损伤情况，并分析组蛋白H 4 K 2 0 甲基化 修饰在砷暴露致D N A 损伤中的作用和意义，为阐 释砷抑制D N A 损伤修复机制研究提供实验依据。 1 对象与方法 1 ．1 观察对象以贵州省兴仁县燃煤型砷中毒病区 交乐村为调查点，在健康体检基础上选择11 5 例砷 暴露者为砷暴露组．同时选择非病区无燃用高砷煤 史而其他条件与病区人群相近的上坝田村5 3 例居 民作为对照组。所有观察对象均在调查点居住1 5 年以上。本研究通过贵州医科大学伦理委员会批 准，在知情同意下采集观察对象发样及外周血，分 别检测砷含量、H 4 K 2 0 甲基化水平及D N A 损伤情 况。 1 ．2 主要试剂和仪器组蛋白H 4 抗体 美国S a n t a C r u z 公司 ；H 4 K 2 0 m e l 、m e 3 抗体 美国E n z o 公司 ； H 4 K 2 0 m e 2 抗体 美国U SB i o l o g i c a ll i f es c i e n c e s 公 司 ；辣根过氧化物酶 H R P 标记驴抗小鼠I g G 抗 体、H R P 标记驴抗兔I g G 抗体 英国A b c a m 公司 ； H 4 K 2 0 m e l 、m e 2 、m e 3 重组蛋白 美国A c t i v eM o t i 睑 司 特异性T M B 美国T h e r m o 公司 ；二喹啉甲酸 B C A 蛋白浓度测定试剂盒 上海碧云天生物技术 研究所 ；人淋巴细胞分离液 天津灏洋生物制品科 技公司 ；苯甲基磺酰氟 P M S F ，美国S i g m a 公司 ； 蛋白酶抑制剂C o c k t a i l 瑞士R o c h e 公司 。微波消 解一电感耦合等离子质谱 I C P ．M S ，X S e r i e s I I ，美国 T h e r m o 公司 正置荧光显微镜 日本N i k o n 公司 ； 全波长酶标仪 1 5 1 0 ，美国T h e r m oF i s h e rS c i e n t i f i c O Y 公司 ；稳压稳流电泳仪 北京六一仪器厂 ；高 速冷冻离心机 5 4 1 7 R ，德国E p p e n d o f f 公司 。 万方数据 主堡些直疸堂盘查2 Q 生旦2 1 旦箜3 5 鲞箜翅￡h 也』E d 婴i ，』 12 Q ，2 Q ，y ．≥5 ，盟 ．鱼 1 ．3 方法 1 ．3 ．1 发砷含量检测[ 7 ] 取观察对象枕部发际近头 皮3c m 以内的头发0 ．5g ，经丙酮、乙醚、非极性洗 涤剂和去离子水处理后干燥备用．经微波消解仪消 化后，采用I C P ．M S 法测定发样中砷元素的含量。 1 ．3 ．2 外周血淋巴细胞组蛋白提取取观察对象清 晨空腹静脉血2m l ，乙二胺四乙酸 E D T A 抗凝，分 离淋巴细胞，酸抽提法抽提组蛋白[ 8 ] ，B C A 法检测 蛋白浓度。 1 ．3 ．3 H 4 K 2 0 甲基化修饰水平检测酶联免疫吸附 E L I S A 法检测组蛋白H 4 K 2 0 甲基化修饰水平[ 8 ] H 4 抗体稀释液 1 5 0 0 1 0 0p 。I ／T L ，包被9 6 孑L 微孔 板过夜；P B S T 清洗3 次．用含5 ％脱脂牛奶的P B S T 2 0 0I x l 室温封闭2h P B S T 清洗，加入标准品、样品 稀释液1 0 0I x l ，室温摇床孵育1 ．5h ；P B S T 清洗，加 入抗组蛋白H 4 K 2 0 甲基化抗体 1 5 0 0 1 0 0 斗l ，室 温孵育1h P B S T 清洗，加入抗小鼠或抗兔I g G 抗 体 1 50 0 0 i 0 0 仙l ，室温孵育1h ；P B S T 清洗，每 孔加入T M B2 0 0 仙l ，室温、暗室孵育O ．5h ，加人2 m o l ／L 硫酸5 0 l 终止反应。在波长为4 5 0n m 处检测 吸光度值 4 值 ，并根据标准曲线计算H 4 K 2 0 甲基 化修饰水平。 1 ．3 ．4D N A 损伤检测采用单细胞凝胶电泳法 S C G E ‘9 ] 检测D N A 断裂损伤。取观察对象抗凝全血 2 0 斗l 铺片_ 裂解细胞斗解旋_ 电泳_ 溴化乙啶 E B 染色一镜检。彗星图像采用波兰弗罗茨瓦夫 U n i v e r s i t yo fW r o c l a w 大学提供的C A S P 软件自动 分析。以O l i v e 尾矩 O l i v e t a i l m o m e n t 及尾部D N A 百分含量 T a i l D N A ％ 作为评价D N A 断裂程度的指 标。观察1 0 0 个细胞。 1 ．4 统计学分析采用S P S S2 1 ．0 软件建立数据库 并进行统计分析。计量资料进行正态性检验及方差 齐性检验。发砷含量、D N A 损伤数据呈偏态分布，以 中位数 四分位数 表示，经自然对数转换后呈正态 分布，组问比较采用协方差分析并对年龄、性别进 行校正；H 4 K 2 0 甲基化修饰水平数据采用x - 4 - s 表 示，组间比较采用协方差分析并对年龄、性别进行 校正；相关性分析采用P e a r s o n 法。P 0 ．0 5 为差异 具有统计学意义。 2 结果 2 ．1 调查对象基本情况砷暴露组1 1 5 例。其中男 性6 7 例，女性4 8 例，平均年龄为 4 9 ．4 7 1 0 ．8 2 岁；对照组5 3 例，其中男性2 0 例，女性3 3 例，平均 年龄为 4 2 ．7 2 1 0 ．0 9 岁。暴露组与对照组性别、年 龄比较差异均有统计学意义 x 2 5 ．3 2 7 ，P 0 ．0 5 ； t 4 ．6 0 8 ，P 0 ．0 5 。 2 ．2 观察对象发砷含量砷暴露组及对照组发砷含 量分别为0 ．3 0 0 ．1 9 ～0 ．4 6 、0 ．1 2 0 ．0 8 ～0 ．1 8 I x g ／g ， 两者比较差异有统计学意义 F 1 1 ．9 6 8 ，P 0 ．0 5 。 2 ．3 观察对象H 4 K 2 0 甲基化修饰情况与对照组 比较，砷暴露组H 4 K 2 0 m e l 、m e 2 修饰水平分别升 高和降低，差异均有统计学意义 P 均 0 ．0 5 。见表1 。 表1 燃煤型砷暴露及对照人群H 4 K 2 0 甲基化 修饰水平 i S 注H 4 K 2 0 m e l 、m e 2 、m e 3 组蛋白H 4 第2 0 位赖氨酸一、二、三 甲基化 2 ．4 观察对象外周血淋巴细胞D N A 损伤情况与 对照组比较，砷暴露组T a i l D N A ％、O l i v e t a i l m o m e n t 明显升高，差异均有统计学意义 P 均 0 ．0 5 ，见表 2 、图1 。 表2 燃煤型砷暴露及对照人群D N A 损伤 水平[ M Q - ．～Qu ] 汪T a i l D N A ％尾邵D N A 百分含量O l i v e t a i l m o m e n t O l i v e 尾 矩；M 中位数；Q L 、Q u 四分位数间距中的下四分位数、上四分位数 2 ．5 观察对象砷负荷与H 4 K 2 0 甲基化水平相关 性分析观察对象发砷含量与H 4 K 2 0 m e l 修饰水 平呈正相关 r 0 ．2 1 4 ，P 0 ．0 5 ，与H 4 K 2 0 m e 2 修饰水平呈负相关 r 一0 ．2 2 4 ，P 0 ．0 5 。 2 ．6 观察对象H 4 K 2 0 甲基化修饰水平与D N A 损 伤相关性分析观察对象H 4 K 2 0 m e l 修饰水平与 D N A 损伤T a i l D N A ％、O l i v e t a i l m o m e n t 均呈正相关 r 0 ．3 8 3 、0 ．3 8 0 ，P 均 0 ．0 5 ，H 4 K 2 0 m e 2 修饰水 平与其均呈负相关r 一0 ．2 9 0 、一0 ．2 9 8 ，P 均 0 ．0 5 ， 见表3 。 3 讨论 干扰D N A 损伤修复过程是肿瘤发生的重要机 制之一，也是砷致病致癌的重要机制。已有研究结 果提示，砷可通过抑制参与D N A 修复的蛋白酶类[ 1 0 ] 导致D N A 损伤修复紊乱，也可通过抑制D N A 修复 万方数据 生堡丝立瘟堂苤查2 Q 鱼生旦2 Q 旦筮≥5 鲞箜鱼塑￡h i 』垦 d 盟i Q ，』 堡2 Q ，2 Q ，y 垡3 』。盟 鱼 A 为对照组，核清晰，无明显拖尾，基本无损伤；B 为暴露组．核边缘模糊，核荧光强度 降低，拖尾明显，损伤较严重；S C G E 单细胞凝胶电泳试验箭头所示为损伤D N A 图l 燃煤型砷暴露及对照人群外周血淋巴细胞S C G E 结果 表3 燃煤型砷暴露及对照人群H 4 K 2 0 甲基化修饰水平与 D N A 损伤的相关关系 注H 4 K 2 0 m e l 、m e 2 组蛋白H 4 第2 0 位赖氨酸一、二甲基化 T a i l D N A ％尾部D N A 百分含量；O l i v e t a i l m o m e n t O l i v e 尾矩 基因实现，如0 6 ．甲基鸟嘌呤．D N A 甲基转移酶基因 M G M T 、X 线修复交叉互补基因l X R C C l 等 1 1 。。 由于砷在人体的代谢过程及诱导D N A 损伤后的修 复过程非常复杂，加之影响D N A 损伤修复的机制 繁多，因此，从多角度阐释砷对D N A 损伤修复及其 相关机制的影响具有重要意义。组蛋白修饰作为一 种重要的表观遗传学调控模式，参与多种D N A 损 伤修复通路及其相关生理过程[ 12 1 。H 4 K 2 0 是最早发 现的组蛋白修饰位点之一．在进化上比较保守。普遍 存在于绝大多数高级真核生物染色质中[ 1 33 。目前， 多项研究表明，H 4 K 2 0 甲基化在维持基因组完整性 相关生物学过程中发挥极为重要的作用，如D N A 损伤修复、D N A 复制、转录调控和染色质压缩[ 1 4 ] 。 既往关于砷致组蛋白修饰水平改变的研究时 有报道。C a n t o n e 等Ⅲ1 研究发现，钢铁厂工人暴露于 有害颗粒物后。组蛋白H 3 第4 位赖氨酸二甲基化 H 3 K 4 m e 2 和组蛋白H 3 第9 位赖氨酸乙酰化 H 3 K 9 a c 升高与砷的含量有关联；对孟加拉地区饮 水砷高暴露人群研究发现，尿砷含量与H 3 K 9 m e 2 、 H 3 K 9 a c 的水平呈相关关系[ 83 。近期，章征保等[ 1 6 ] 、牛 林梅等I t 7 ] 采用亚砷酸钠处理人永生化支气管上皮 细胞株 H B E 后可导致H 3 K 4 m e 2 、m e 3 和H 3 K 9 m e 3 水平升高，并引起相应修饰酶表达改变，后续实验 进一步证实H 3 K 4 m e 2 、H 3 K 9 m e 3 参与亚砷酸钠抑 制细胞D N A 双链断裂修复过程。本研究采用 E L I S A 法．检测砷暴露人群外周血淋巴细胞组蛋白 H 4 K 2 0 甲基化总体水平．探讨H 4 K 2 0 甲 基化修饰在砷暴露人群D N A 损伤修复中 的作用，结果发现，砷暴露组H 4 K 2 0 m e l 、 m e 2 修饰水平分别高于和低于对照组，并 与发砷含量分别呈正、负相关关系。该结 果表明H 4 K 2 0 甲基化修饰对机体砷暴露 产生了应答，在研究对象暴露剂量范围内。 可能与机体砷负荷存在剂量依赖关系。 H 4 K 2 0 m e l 位置处于D N A 与核小体 的交界处，被认为可以影响染色体的高级 结构，促进细胞间期中染色体的固缩[ 1 8 ] 。 除此之外，还能够招募特异的调节蛋白． 如致命恶性脑瘤因子1 L 3 M B T L l m ] ，固缩因子Ⅱ c o n d e n s i n1 I 汹] ，从而可参与染色质 体 固缩及基 因转录的抑制。对于D N A 损伤修复．一方面． H 4 K 2 0 m e l 水平异常升高可能通过招募相关蛋白． 压缩损伤处D N A 结构，阻碍修复因子的靠近另一 方面，可能通过在修复基因启动子区招募转录抑制 因子L 3 M B T L l 而降低其表达，进一步扰乱D N A 修 复进程。之前的报道发现，小鼠体内H 4 K 2 0 甲基化 修饰在全基因组水平范围内转变成H 4 K 2 0 m e l 状 态后，染色质对D N A 损伤抵抗能力下降。并且不能 保持基因组完整性[ 5 ] 。本研究结果发现，观察对象 H 4 K 2 0 m e l 相对表达水平与D N A 损伤水平呈正相 关关系，提示随着H 4 K 2 0 m e l 修饰水平的异常升 高，机体D N A 损伤不断加重。结合上述研究结果推 测，H 4 K 2 0 m e l 可能参与调控砷暴露对机体造成的 D N A 损伤修复过程。H 4 K 2 0 m e l 水平异常升高可能 抑制了D N A 损伤修复，具体的调控机制需进一步 深入研究。 H 4 K 2 0 m e 2 作为高度密集分布的组蛋白赖氨酸 甲基化标记[ 2 1 ] ，它在D N A 损伤位点对损伤修复因 子5 3 B P l 的精准结合在非同源末端修复 N H E J 过 程中起到决定作用[ 63 ，因此，其表达受抑制后可引起 D N A 损伤修复障碍，并造成损伤积累及基因组稳定 性降低。本研究结果发现，观察对象H 4 K 2 0 m e 2 相 对表达水平与D N A 损伤水平呈负相关关系，提示 随着H 4 K 2 0 m e 2 修饰水平的异常降低。机体D N A 损伤不断加重。砷可能通过抑制H 4 K 2 0 的二甲基 化水平，影响D N A 损伤的非同源末端修复功能，导 致D N A 损伤修复抑制，促进砷中毒的发生发展。 综上所述，H 4 K 2 0 甲基化修饰能够应答砷暴 露，可能参与调控砷暴露对机体造成的D N A 损伤 修复过程。本研究从组蛋白修饰的整体水平，初步 探讨了机体H 4 K 2 0 甲基化与砷致D N A 损伤修复的 万方数据 4 1 6 虫堡些直瘟堂苤查2 Q 生旦2 Q 旦筮3 鲞箜塑￡b i 』垦 d 堕i ，』 1 2 Q ，2 Q ，y ≥』t 塑 鱼 关系．为后续具体调控机制的研究提供了重要线 索。 志谢在生物样本采集及实验实施中给予帮助的岑延利、李吕哲、 谢婷婷、王庆陵、邹忠兰 利益冲突无 参考文献 [ 1 ]Q i nx J ，H u d s o nL G ，L i uW ，e ta 1 ．L o wc o n c e n t r a t i o no fa r s e n i t e e x a c e r b a t e sU V R i n d u c e dD N As t r a n db r e a k sb y i n h i b i t i n g P A R P - 1a c t i v i t y [ J ] ．T o x i c o lA p p lP h a r m a e o l ，2 0 0 8 ，2 3 2 1 4 1 5 0 ． D O I 1 01 0 1 6 0 ．t a a p ．2 0 0 8 ．0 5 ．0 1 9 ． [ 2 ]陈雯．组蛋白修饰与细胞D N A 损伤修复【J 】．中国药理学与毒 理学杂志，2 0 1 3 ．2 7 S 1 8 ． C h e nW ．H i s t o n em o d i f i c a t i o na n dD N Ad a m a g e r e p a i ri nc e l l [ J ] ． C h i nJP h a r m a c o lT o x i c o l ，2 0 13 ，2 7 S1 8 ． [ 3 ] B a l a k r i s h n a nI ．，M i l a v e t zB ．D e c o d i n gt h eh i s t o n eH 4l y s i n e2 0 m e t h y l a t i o nm a r k [ J ] ．C r i tR e vB i o c h e mM o lB i o l ，2 0 1 0 ，4 5 5 4 4 0 4 5 2 ．D 0
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