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Environmental health perspectives2017Apr01Vol.125issue(4)

中年の男性と女性の独立した発見と検証コホートにおける微粒子物質暴露と遺伝子発現との間の性別固有の関連

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

背景:粒子状物質(PM)曝露は、主に呼吸器疾患および心血管疾患による早死につながります。 目的:健康な成人集団における大気汚染の曝露と効果のトランスクリプトームバイオマーカーの特定。 方法:98人の健康なボランティア(48人の男性、50人の女性)でマイクロアレイ分析を実施しました。8つの性特有の候補バイオマーカー遺伝子(発見コホートのPM10および大気汚染関連疾患への報告されたリンクと有意に関連する)の発現は、独立した検証コホート(75人の男性、94人の女性)でQPCRで測定されました。遺伝子セット濃縮分析を使用して、経路分析を実行しました。分散モデルと組み合わせて、時空間的補間を使用して、各参加者の住所について、2年間の平均PM2.5およびPM10暴露が推定されました。 結果:平均長期PM10は、発見および検証コホートでそれぞれ25.9(±5.4)および23.7(±2.3)μg/m3でした。発見分析では、PM10と個々の遺伝子の発現との関連は性によって異なりました。検証コホートでは、長期のPM10は、男性のDNAJB5およびEAPPの発現と女性のARHGAP4(p = 0.053)に関連していました。AKAP6とLIMK1は、女性のPM10と有意に関連していたが、発見と検証コホートの方向は関連性が異なっていた。発見コホートにおける8つの候補遺伝子の発現は、PM10曝露が高いと低いPM10暴露の検証コホート参加者(受信機の動作曲線下の面積= 0.92; 95%CI:0.85、1.00;男性のP = 0.0002、0.86; 95%CI:0.76、0.96;女性のp = 0.004)。 結論:発見集団で特定された性特有の候補遺伝子の発現は、同じ地域の成人の独立したコホートにおけるPM10暴露を予測した。他の集団の確認は、これを暴露評価の新しいアプローチとしてさらにサポートする可能性があり、PM誘発性の健康効果の分子メカニズムの発見に貢献する可能性があります。

背景:粒子状物質(PM)曝露は、主に呼吸器疾患および心血管疾患による早死につながります。 目的:健康な成人集団における大気汚染の曝露と効果のトランスクリプトームバイオマーカーの特定。 方法:98人の健康なボランティア(48人の男性、50人の女性)でマイクロアレイ分析を実施しました。8つの性特有の候補バイオマーカー遺伝子(発見コホートのPM10および大気汚染関連疾患への報告されたリンクと有意に関連する)の発現は、独立した検証コホート(75人の男性、94人の女性)でQPCRで測定されました。遺伝子セット濃縮分析を使用して、経路分析を実行しました。分散モデルと組み合わせて、時空間的補間を使用して、各参加者の住所について、2年間の平均PM2.5およびPM10暴露が推定されました。 結果:平均長期PM10は、発見および検証コホートでそれぞれ25.9(±5.4)および23.7(±2.3)μg/m3でした。発見分析では、PM10と個々の遺伝子の発現との関連は性によって異なりました。検証コホートでは、長期のPM10は、男性のDNAJB5およびEAPPの発現と女性のARHGAP4(p = 0.053)に関連していました。AKAP6とLIMK1は、女性のPM10と有意に関連していたが、発見と検証コホートの方向は関連性が異なっていた。発見コホートにおける8つの候補遺伝子の発現は、PM10曝露が高いと低いPM10暴露の検証コホート参加者(受信機の動作曲線下の面積= 0.92; 95%CI:0.85、1.00;男性のP = 0.0002、0.86; 95%CI:0.76、0.96;女性のp = 0.004)。 結論:発見集団で特定された性特有の候補遺伝子の発現は、同じ地域の成人の独立したコホートにおけるPM10暴露を予測した。他の集団の確認は、これを暴露評価の新しいアプローチとしてさらにサポートする可能性があり、PM誘発性の健康効果の分子メカニズムの発見に貢献する可能性があります。

BACKGROUND: Particulate matter (PM) exposure leads to premature death, mainly due to respiratory and cardiovascular diseases. OBJECTIVES: Identification of transcriptomic biomarkers of air pollution exposure and effect in a healthy adult population. METHODS: Microarray analyses were performed in 98 healthy volunteers (48 men, 50 women). The expression of eight sex-specific candidate biomarker genes (significantly associated with PM10 in the discovery cohort and with a reported link to air pollution-related disease) was measured with qPCR in an independent validation cohort (75 men, 94 women). Pathway analysis was performed using Gene Set Enrichment Analysis. Average daily PM2.5 and PM10 exposures over 2-years were estimated for each participant's residential address using spatiotemporal interpolation in combination with a dispersion model. RESULTS: Average long-term PM10 was 25.9 (± 5.4) and 23.7 (± 2.3) μg/m3 in the discovery and validation cohorts, respectively. In discovery analysis, associations between PM10 and the expression of individual genes differed by sex. In the validation cohort, long-term PM10 was associated with the expression of DNAJB5 and EAPP in men and ARHGAP4 (p = 0.053) in women. AKAP6 and LIMK1 were significantly associated with PM10 in women, although associations differed in direction between the discovery and validation cohorts. Expression of the eight candidate genes in the discovery cohort differentiated between validation cohort participants with high versus low PM10 exposure (area under the receiver operating curve = 0.92; 95% CI: 0.85, 1.00; p = 0.0002 in men, 0.86; 95% CI: 0.76, 0.96; p = 0.004 in women). CONCLUSIONS: Expression of the sex-specific candidate genes identified in the discovery population predicted PM10 exposure in an independent cohort of adults from the same area. Confirmation in other populations may further support this as a new approach for exposure assessment, and may contribute to the discovery of molecular mechanisms for PM-induced health effects.

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