健康なボランティアに対するオゾン曝露によるエピジェネティック効果の変更 (Geminoz)

ヒトのオゾン曝露を管理した研究では、肺機能の低下 (Devlin et al. 2012; Kim et al. 2011) と炎症の増加 (Kim et al. 2011; Koren et al. 1991; Liu et al. 2009; Romieu et al. . 2008)。 しかし、健康な若いボランティアのオゾンに対する反応の範囲は桁違いであり、個人が数か月後にオゾンにさらされた場合、反応曲線の階層が保持され、長寿命の要因が原因であることを示唆しています. いくつかの研究では、GSTM1 や NQO1 などの酸化ストレス遺伝子の多型が大気汚染物質に対する反応性と関連している可能性があることが示されています (Bergamaschi et al. 2001; Corradi et al. 2002)。 しかし、過去 10 年間で、多くの研究者が、環境毒物への暴露と病気との間の関連の可能性として、エピゲノムを調査し始めました。 エピジェネティクスとは、遺伝子発現と表現型に影響を与える非遺伝的メカニズムを指します (Cortessis et al. 2012)。 一般的に研究されているエピジェネティックな変化には、DNA メチル化、ヒストン修飾、および非コード RNA 発現 (すなわち マイクロ RNA)。 最近、ハーバード公衆衛生大学院で実施された研究では、DNA メチル化が大気汚染によって引き起こされる健康への悪影響を修飾するものとして注目されました (Bind et al. 2012)。 このグループは、VA Normative Aging Study の以前の退役軍人を代表するコホートを使用して、グローバルおよび候補遺伝子内の両方で、DNA メチル化状態を持つ心血管疾患関連の血液バイオマーカーでより強い影響を観察しました。 さらに、サラーム等。肺炎症のマーカーである呼気一酸化窒素の割合が、子供の NOS2 エ​​ピジェネティックおよび遺伝的変異と同様に、短期間の PM 2.5 濃度と相互に関連していることを発見しました (2012)。 したがって、これらの研究は、エピジェネティックな変化が汚染物質に対する感受性に影響を与える可能性があることを示唆しています。 さらに、大気汚染によって引き起こされる健康への影響の潜在的な経路である急性のエピジェネティックな変化は、粒子状物質および周囲のガス状汚染物質の吸入に関連しています (Baccarelli et al. 2009; Bellavia et al. 2013; Bollat​​i et al. 2010; De Prins et al. 2013; Madrigano et al. 2011; Tarantini et al. 2009)。 したがって、個人のエピジェネティックなプロファイルによって、オゾンに対する反応性が多少なりとも変化する可能性があり、オゾンへの曝露自体がエピゲノムに急激な変化を引き起こし、それがオゾン反応性に影響を与える可能性があります。

大気汚染物質に関連するエピジェネティックな変化を調べた以前の研究では、遺伝的要因とエピジェネティックな要因の役割を解明することは困難でした。 これを行う 1 つの方法は、一卵性 (MZ) 双生児を研究することです。 MZ 双生児は、胚発生中に 2 つ以上の娘細胞が単一の受精卵から分裂し、同一の遺伝子配列 (Fraga et al. 2005) であるが異なるエピゲノム (Li et al. 2013; Szyf 2007) を持つ 2 つの個体を形成するときに発生します。 双極性障害や統合失調症障害 (Bonsch et al. 2012; Dempster et al. 2011)、喘息 (Runyon et al. 2012)、自閉症スペクトラム障害 (Wong et al. 2013) など、MZ 双生児が一致しない多くの疾患、および乳がん (Heyn et al. 2013) は、原因としてエピジェネティックな変動性を示唆しています。 したがって、疾患状態の不一致はすでにエピジェネティックな変化と関連付けられているため、エピジェネティックスが一部の被験者のオゾン曝露に対する感受性の原因である可能性がある一方で、他の被験者は反応しないように見えるという考えにさらに妥当性が追加されます. MZ 双生児をこの研究の 1 つのターゲット集団として使用することで、遺伝学の影響を受けずに、エピジェネティクスのみによる変動性を十分に調べることができます。

この研究では、研究者は、健康な被験者と健康な双子のペアをきれいな空気とオゾンに制御暴露した後の肺炎症の変化を測定します。 このエンドポイントが選択されたのは、以前の研究で、気道を覆う上皮細胞がオゾンの最初の標的であり、IL-6 や IL-8 などの炎症誘発性サイトカインを生成することによって応答することが示されているためです。 エピジェネティックな変化は組織の種類に依存し、気管支鏡検査中にブラシ生検によって気道上皮細胞を取得し、エピジェネティックな変化についてアッセイすることができます。 研究者は、被験者間のベースラインエピジェネティックプロファイルの違いがオゾンへの反応性に関連しているかどうか、およびオゾン曝露自体が被験者のエピゲノムに急性変化を引き起こすかどうかを判断します.