대기 오염, 후생 유전학 및 심혈관 건강: 인간 개입 시험 (EPI-Air)
2017년 5월 10일 업데이트: Andrea Baccarelli, Harvard School of Public Health (HSPH)
이 연구에서 제형화된 알약은 미립자 물질 대기 오염 흡입 및 심혈관 건강 영향과 잠재적으로 연결된 DNA 메틸화와 같은 후성유전학적 변화에 대한 대기 오염의 영향을 개선하기 위해 사용됩니다. 이것이 달성되는 방식은 메틸 기증자 역할을 하는 비타민이 DNA에 메틸 그룹을 추가하여 대기 오염에 노출될 때 관찰되는 손실을 역전시키는 것입니다.
특히 이 연구를 위해 Jamieson Laboratories에서 만든 메틸 기증자 보충제는 비타민 B6 50mg과 비타민 B12 1mg(모두 캐나다 보건부 승인 한도 내) 및 엽산 2.5mg으로 구성되어 있습니다. 비 비타민 성분은 알약 형성에 일반적으로 사용되는 성분입니다. 그러나 엽산 농도는 2.5mg으로 캐나다 보건부가 천연 건강 제품에 대해 설정한 한도인 1.0mg보다 높습니다. 그러나이 농도는 이전 학술 연구에서 안전하고 효과적으로 사용되었으며 Jamieson Laboratories에서도 공식화되었습니다. (ClinicalTrials.gov 번호, NCT00106886; 현재 제어 시험 번호, ISRCTN14017017. HOPE2 연구).
연구 개요
상세 설명
대기 오염은 주로 심혈관 질환으로 인해 전 세계적으로 매년 ~800,000명의 사망을 유발하는 것으로 추정되는 만연한 환경 위협입니다.
이 제안은 통제된 인간 노출 실험을 통해 가장 효과적으로 해결할 수 있는 대기 오염의 영향에 대한 근본적인 기계론적 및 약리학적 질문을 다룹니다.
체외 및 인간 연구에서 일관된 증거에 따르면 대기 미립자 물질 오염(PM, 즉 미립자)에 노출되면 DNA의 저메틸화, 염증 유전자 활성화의 기초가 될 수 있는 후생유전학적 과정이 유도되며 PM은 심혈관 염증 및 부작용과 함께 폐로 유입됩니다.
우리의 목표는 메틸 기증자(예: 엽산, 비타민 B6 및 B12, 베타인, 메티오닌 및 콜린)를 사용한 약리학적 개입이 이러한 DNA 메틸화 손실을 방지하고 PM 노출로 인한 심혈관 효과를 완화할 수 있는지 여부를 결정하는 것입니다.
연구자들은 PM에 대한 인간 제어 노출 실험(도시 환경에서 실제 생활에서 발견되는 노출 조건과 유사한 노출 조건을 재현)을 사용하여 이중 맹검, 위약 제어 교차 연구를 수행할 것입니다.
조사관은 메틸 기증자를 사용한 약리학적 개입이 DNA 메틸화(목표 1), mRNA 발현 및 혈장 사이토카인(목표 2), 혈압, 동맥 혈관 수축, 내피 기능 및 심장(목표 3).
연구자들의 연구는 메틸 공여체가 후생유전학적 상태를 조절하고 환경적 영향을 피하는 데 사용될 수 있음을 보여주는 풍부한 동물 데이터를 번역하는 최초의 인간 조사가 될 태세입니다.
우리는 인체 제어 노출 연구를 위한 전 세계적으로 몇 안 되는 시설 중 하나와 후성유전학 조사를 위한 최신 리소스에 접근할 수 있기 때문에 조사자들은 이 목표를 달성할 수 있는 독특한 기회를 가지고 있습니다.
연구자들은 여러 동물 모델에서 볼 수 있듯이 불리한 고혈압 및 내피 반응을 결정하는 데 중요한 역할을 하는 세포 유형인 인간 개인의 T-helper 세포에서 DNA 메틸화 및 mRNA 발현을 조사할 것입니다.
연구자들은 PM 노출에 매우 민감한 심혈관 종점 배터리에 대한 메틸 기증자의 효과를 테스트할 것입니다.
연구자들은 PM, DNA 메틸화, RNA 발현, 혈장 사이토카인 및 심혈관 종점 간의 관계를 이해하기 위해 중재 분석을 위한 고급 통계 방법의 사용을 탐구할 것입니다.
이 연구는 환경 후생 유전학, PM의 심혈관 효과 및 인간 제어 노출 연구를 포함하여 이 제안이 기반으로 하는 모든 연구 분야에서 중요한 작업을 수행한 조사 팀에 의해 수행될 것입니다.
연구 유형
중재적
등록 (실제)
10
단계
- 1단계
연락처 및 위치
이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.
연구 장소
-
-
Ontario
-
Toronto, Ontario, 캐나다, M5T 1R4
- Gage Occupational and Environmental Health St. Michael's Hospital/University of Toronto
-
-
참여기준
연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.
자격 기준
공부할 수 있는 나이
14년 (성인)
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
아니
연구 대상 성별
모두
설명
포함 기준:
- 건강한 봉사
- 18세~60세
- 비 흡연자
- 노출 방문 전 8시간 및 노출 동안 추가로 4시간 동안 금식할 수 있어야 합니다.
제외 기준:
- 피험자는 시험 전 및 시험 기간 동안 4주 동안 종합 비타민제, 비타민 C 및 E, 엽산, 약물, 어유 또는 아스피린, 경구 또는 흡입 스테로이드를 정기적으로 복용하지 않아야 합니다.
- 지질 이상
- 천식 또는 호흡기 질환
- 고혈압(Bp> 140/90) 또는 혈압약 복용
- 알려진 심장 질환
- 비정상적인 호모시스테인 또는 포도당 수치
공부 계획
이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 다른
- 할당: 무작위화되지 않음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 하나의
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
|---|---|
|
실험적: 메틸 기증자
메틸 기증자는 다음으로 구성됩니다. 2.5mg의 엽산, 50mg의 비타민 B6 및 1mg의 비타민 B12 설계에는 2주간의 위약 런인 후 기준선 블랭크 연구(의료 공기에 2시간 노출)가 포함되어 모든 평가 대상에 대한 벤치마크를 제공합니다. 변수. 참가자는 첫 번째 PM2.5 노출 연구 전에 4주간 위약 치료를 받게 됩니다. 4주간의 메틸 기증자 치료(복용량: 엽산 2.5mg, 비타민 B6 50mg, 비타민 B12 1mg 1일 1회)는 2차 PM2.5 노출에 앞서 진행됩니다. |
설계에는 모든 평가 변수에 대한 벤치마크를 제공하기 위해 2주간의 위약 시험 후 기준선 블랭크 연구(의료 공기에 2시간 노출)가 포함됩니다.
참가자는 첫 번째 PM2.5 노출 연구 전에 4주간 위약 치료를 받게 됩니다.
4주간의 메틸 기증자 치료(복용량: 엽산 2.5mg, 비타민 B6 50mg, 비타민 B12 1mg 1일 1회)는 2차 PM2.5 노출에 앞서 진행됩니다.
다른 이름들:
|
|
위약 비교기: 위약
위약: 설계에는 모든 평가 변수에 대한 벤치마크를 제공하기 위해 2주간의 위약 런인과 기준선 블랭크 연구(의료 공기에 2시간 노출)가 포함됩니다.
참가자는 첫 번째 PM2.5 노출 연구 전에 4주간 위약 치료를 받게 됩니다.
4주간의 메틸 기증자 치료(복용량: 엽산 2.5mg, 비타민 B6 50mg, 비타민 B12 1mg 1일 1회)는 2차 PM2.5 노출에 앞서 진행됩니다.
|
위약
|
연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
|
6개의 후보 유전자(TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6)의 순환 T-헬퍼 림프구에서 DNA 메틸화
기간: 2 년
|
정맥 정맥 절개술에서 혈액을 채취하고 4시간 이내에 Th-세포 분리를 위해 처리합니다.
동결되지 않은 신선한 세포에서 DNA 추출을 수동으로 수행합니다.
DNA 메틸화 분석은 bisulfite-polymerase chain reaction-pyrosequencing을 사용하여 수행됩니다.
각 유전자 내에서 표적 서열을 선택하기 위해 우리는 인간/마우스/쥐 정렬에서 보존된 전사 인자 결합 부위, 활성 조절 서열 및 유전자와 관련된 히스톤 마크에 대한 게놈 브라우저의 정보를 사용하여 이전 조사의 분석 및 생물정보학적 분석에 의존할 것입니다. 접근성, 뉴클레오솜 점유.
0%-100% 메틸화 DNA의 적정 곡선을 사용하여 모든 분석을 검증합니다.
배치 효과는 a) 각 플레이트에서 0%, 50%, 100% 메틸화 및 범용 DNA 사용; b) 동일한 지원자의 모든 샘플을 하나의 플레이트에서 실행합니다.
재현성을 테스트하기 위해 5% 블라인드 복제본을 배치합니다.
모든 샘플은 중복 실행으로 분석됩니다.
|
2 년
|
2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
|
혈압(BP), 상완 동맥 직경(BAD), 내피 의존 흐름 매개 확장(ED-FMD) 및 심박 변동성(HRV).
기간: 2 년
|
BP는 왼쪽 팔 상단에 고정된 자동 진동 측정 보행 모니터를 사용하여 노출 동안 30분 간격으로 측정됩니다.
1분 간격으로 각 시점에서 3개의 BP 측정을 하고 2번째 및 3번째 측정의 평균을 사용합니다.
BAD, FMD 및 니트로글리세린 매개 확장은 7.5-10.0의 Terason 2000 초음파를 사용하여 측정됩니다.
메가헤르츠 선형 어레이 변환기.
이 기간 내의 피크 FMD는 내피 기능에 대한 주요 연구 결과로 사용될 것입니다.
지속적인 EKG 모니터링은 고해상도 디지털 12리드 홀터 모니터를 사용하여 수행됩니다.
홀터 모니터링은 노출 전(노출 전 테스트), 노출 2시간 동안 및 노출 후(노출 직후 및 노출 후 24시간)를 포함하여 24시간 동안 수행됩니다.
노출 직전, 노출 후 및 24시간 후에 우리는 10분 휴식 누운 자세의 HRV 판독값을 수집합니다.
HRV는 표준화된 기술을 사용하여 5분 ECG 데이터로 평가됩니다.
|
2 년
|
기타 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
|
순환 T-헬퍼 림프구에서 염증 유전자(TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6)의 mRNA 발현; 혈장 사이토카인.
기간: 2 년
|
분리된 Th 세포에서 전체 RNA를 추출하여 나중에 mRNA에 즉시 보존할 것입니다.
우리는 표준화된 절차에 따라 TNFα, IFNγ, IL-17, TGFβ, IL2 & IL6의 mRNA 수준을 측정하기 위해 실시간 PCR 분석을 설계할 것입니다.
모든 분석은 3중으로 실행됩니다.
미리 설정된 Luminex Bio-Plex 27-plex 패널에 포함된 27개의 사이토카인을 측정합니다.
분석에는 메틸화 분석이 측정되는 동일한 매개체(TNFα, IFNγ, IL-17, TGFβ, IL2 및 IL6)에 대한 측정이 포함되며, 이들은 고혈압의 심혈관 모델에서 볼 수 있듯이 Th 세포에서의 역할에 대한 가장 강력한 후보를 나타냅니다. .
나머지 염증 매개체는 IL7, IL8, IL12, GM-CSF, IL4, IL5, IL9, IL10, IL13, GM-CSF, IL1β, IL1ra, IL15, IL17, MCP1, MIP1α, MIP1β, PDGF-BB, VEGF, FGF입니다. , RANTES, IP-10, 에오탁신, GCSF.
샘플은 세 번 실행됩니다.
또한 고감도 방법(Dade Behring)을 통해 혈장 CRP를 측정합니다.
|
2 년
|
공동 작업자 및 조사자
여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.
수사관
- 수석 연구원: Andrea Baccarelli, MD PHD MPH, HSPH
- 연구 책임자: Frances Silverman, PHD, Unity Health Toronto
- 연구 의자: Diane R. Gold, MD, HSPH
간행물 및 유용한 링크
연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.
일반 간행물
- Brook RD, Rajagopalan S, Pope CA 3rd, Brook JR, Bhatnagar A, Diez-Roux AV, Holguin F, Hong Y, Luepker RV, Mittleman MA, Peters A, Siscovick D, Smith SC Jr, Whitsel L, Kaufman JD; American Heart Association Council on Epidemiology and Prevention, Council on the Kidney in Cardiovascular Disease, and Council on Nutrition, Physical Activity and Metabolism. Particulate matter air pollution and cardiovascular disease: An update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010 Jun 1;121(21):2331-78. doi: 10.1161/CIR.0b013e3181dbece1. Epub 2010 May 10.
- O'Toole TE, Conklin DJ, Bhatnagar A. Environmental risk factors for heart disease. Rev Environ Health. 2008 Jul-Sep;23(3):167-202. doi: 10.1515/reveh.2008.23.3.167.
- Zanobetti A, Canner MJ, Stone PH, Schwartz J, Sher D, Eagan-Bengston E, Gates KA, Hartley LH, Suh H, Gold DR. Ambient pollution and blood pressure in cardiac rehabilitation patients. Circulation. 2004 Oct 12;110(15):2184-9. doi: 10.1161/01.CIR.0000143831.33243.D8. Epub 2004 Oct 4.
- Brook RD, Rajagopalan S. Particulate matter, air pollution, and blood pressure. J Am Soc Hypertens. 2009 Sep-Oct;3(5):332-50. doi: 10.1016/j.jash.2009.08.005.
- Brook RD, Bard RL, Burnett RT, Shin HH, Vette A, Croghan C, Phillips M, Rodes C, Thornburg J, Williams R. Differences in blood pressure and vascular responses associated with ambient fine particulate matter exposures measured at the personal versus community level. Occup Environ Med. 2011 Mar;68(3):224-30. doi: 10.1136/oem.2009.053991. Epub 2010 Oct 8.
- Liu L, Ruddy T, Dalipaj M, Poon R, Szyszkowicz M, You H, Dales RE, Wheeler AJ. Effects of indoor, outdoor, and personal exposure to particulate air pollution on cardiovascular physiology and systemic mediators in seniors. J Occup Environ Med. 2009 Sep;51(9):1088-98. doi: 10.1097/JOM.0b013e3181b35144.
- O'Neill MS, Veves A, Zanobetti A, Sarnat JA, Gold DR, Economides PA, Horton ES, Schwartz J. Diabetes enhances vulnerability to particulate air pollution-associated impairment in vascular reactivity and endothelial function. Circulation. 2005 Jun 7;111(22):2913-20. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.517110. Epub 2005 May 31.
- Baccarelli A, Cassano PA, Litonjua A, Park SK, Suh H, Sparrow D, Vokonas P, Schwartz J. Cardiac autonomic dysfunction: effects from particulate air pollution and protection by dietary methyl nutrients and metabolic polymorphisms. Circulation. 2008 Apr 8;117(14):1802-9. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.726067. Epub 2008 Mar 31.
- Adar SD, Gold DR, Coull BA, Schwartz J, Stone PH, Suh H. Focused exposures to airborne traffic particles and heart rate variability in the elderly. Epidemiology. 2007 Jan;18(1):95-103. doi: 10.1097/01.ede.0000249409.81050.46.
- Zhong J, Trevisi L, Urch B, Lin X, Speck M, Coull BA, Liss G, Thompson A, Wu S, Wilson A, Koutrakis P, Silverman F, Gold DR, Baccarelli AA. B-vitamin Supplementation Mitigates Effects of Fine Particles on Cardiac Autonomic Dysfunction and Inflammation: A Pilot Human Intervention Trial. Sci Rep. 2017 Apr 3;7:45322. doi: 10.1038/srep45322.
- Zhong J, Karlsson O, Wang G, Li J, Guo Y, Lin X, Zemplenyi M, Sanchez-Guerra M, Trevisi L, Urch B, Speck M, Liang L, Coull BA, Koutrakis P, Silverman F, Gold DR, Wu T, Baccarelli AA. B vitamins attenuate the epigenetic effects of ambient fine particles in a pilot human intervention trial. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Mar 28;114(13):3503-3508. doi: 10.1073/pnas.1618545114. Epub 2017 Mar 13. Erratum In: Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Apr 18;114(16):E3367.
- Zhong J, Urch B, Speck M, Coull BA, Koutrakis P, Thorne PS, Scott J, Liu L, Brook RD, Behbod B, Gibson H, Silverman F, Mittleman MA, Baccarelli AA, Gold DR. Endotoxin and beta-1,3-d-Glucan in Concentrated Ambient Particles Induce Rapid Increase in Blood Pressure in Controlled Human Exposures. Hypertension. 2015 Sep;66(3):509-16. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.115.05342. Epub 2015 Jun 29.
연구 기록 날짜
이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.
연구 주요 날짜
연구 시작
2013년 6월 1일
기본 완료 (실제)
2014년 7월 1일
연구 완료 (실제)
2014년 7월 1일
연구 등록 날짜
최초 제출
2013년 5월 8일
QC 기준을 충족하는 최초 제출
2013년 5월 24일
처음 게시됨 (추정)
2013년 5월 30일
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
2017년 5월 11일
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
2017년 5월 10일
마지막으로 확인됨
2017년 5월 1일
추가 정보
이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .