基因在產(chǎn)前對空氣污染的反應(yīng)中的作用

懷孕期間接觸污染會(huì)對嬰兒和兒童產(chǎn)生許多不利影響，甚至?xí)永m(xù)到成年。例如，空氣污染暴露與低出生體重、早產(chǎn)和晚年患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。這在很大程度上是由于胎兒生長發(fā)育的快節(jié)奏;然而，污染物產(chǎn)生這些影響的確切方式以及與免疫功能和應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)的基因的作用尚不完全清楚。

在《抗氧化劑》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，來自德克薩斯 A&M 大學(xué)和佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員致力于在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭嘘U明與氧化劑反應(yīng)相關(guān)的基因 Nrf2 如何影響胎兒發(fā)育。德克薩斯 A&M 公共衛(wèi)生學(xué)院副教授 Natalie Johnson 博士與 Carmen Lau、DVM、Jonathan Behlen 和其他人一起暴露了經(jīng)過修飾以缺乏 Nrf2 基因的動(dòng)物模型，以及未經(jīng)修飾的動(dòng)物模型暴露在顆粒污染中，例如在柴油尾氣。然后，他們評(píng)估了對產(chǎn)仔數(shù)、出生體重和新生后代肺和肝組織中發(fā)現(xiàn)的免疫標(biāo)志物的影響。

顆粒物污染按顆粒大小分為三類：粗顆粒、細(xì)顆粒和超細(xì)顆粒。直徑小于 2.5 微米的細(xì)顆粒和直徑小于十分之一微米的超細(xì)顆粒是最受關(guān)注的問題。研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)顆粒物污染與呼吸道疾病發(fā)病率增加之間存在關(guān)聯(lián)，但對超細(xì)污染物的研究較少，目前還沒有針對這一最小類別的健康標(biāo)準(zhǔn)。超細(xì)顆粒的微小尺寸意味著它們可以更深入地進(jìn)入氣道，可能使它們比細(xì)顆粒具有更大的健康風(fēng)險(xiǎn)。

已知基因 Nrf2 會(huì)影響成人的免疫功能和應(yīng)激反應(yīng)，但對該基因?qū)雰汉蛢和挠绊懙难芯枯^少。為了更好地了解 Nrf2 在開發(fā)過程中的作用并闡明超細(xì)顆粒如何影響健康，研究人員將未經(jīng)修飾的動(dòng)物模型和已經(jīng)敲除 Nrf2 基因的動(dòng)物模型暴露在新鮮、過濾的空氣和含有超細(xì)顆粒的空氣中，如柴油尾氣中的超細(xì)顆粒，城市地區(qū)常見的污染物。研究人員監(jiān)測了所有四組懷孕動(dòng)物模型的體重增加，并記錄了后代的產(chǎn)仔數(shù)和出生體重。

懷孕期間四組動(dòng)物模型的體重增加沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。同樣，產(chǎn)仔數(shù)也沒有顯著差異。然而，Nrf2 缺陷后代的出生體重低于未修飾的后代，在暴露于污染的 Nrf2 缺陷動(dòng)物模型中影響最大。在未經(jīng)修飾的動(dòng)物模型中，暴露于污染沒有顯著影響，這可能表明 Nrf2 在懷孕期間發(fā)揮了一定的保護(hù)作用。

研究人員還分析了后代的肺和肝組織，以測量某些免疫標(biāo)志物的差異以及與氧化應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)的基因表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn) Nrf2 缺陷后代的免疫標(biāo)志物存在顯著差異，表明這些模型的免疫功能發(fā)生了變化。這些發(fā)現(xiàn)表明，缺乏功能性 Nrf2 基因是導(dǎo)致組間差異的主要原因。

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