大气中黑炭细颗粒的遗传与表观遗传毒性分析与分子机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:91743201
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:300.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0401.分离与分析
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:章大鹏; 李哲; 张宁; 刘晓玲; 赖玮毅; 陈政; 莫杰珍; 任云; 余方志;
- 关键词:
项目摘要
Fine particulate matter (PM2.5) is deemed one of the most dangerous to health and moreover, problems persist with high ambient concentrations. In recent years, accumulating evidence (from considerable amount of toxicological research) has identified black carbon as additional air quality metrics that may be valuable in evaluating the health risks of, for example, primary combustion particles from traffic emissions, which are not fully taken into account with PM2.5 mass. Most of the evidence accumulated so far is for an adverse effect on health of carbonaceous material from traffic. Exposure durations from a few minutes up to a year have been linked with adverse effects. To assess the adverse health effects of black carbons and to understand their underlying mechanisms, we will study the toxicology of black carbon from the perspectives of both genetics and epigenetics at the levels of critical enzymes and proteins, affected cells and model animals (for example, zebrafish, mouse). First, we will develop ultrasensitive analytical approaches for detection of various DNA lesions and a variety of DNA/RNA modifications. Second, by the mean of the developed approaches, we will generate a full profile of DNA lesions, including oxidatively generated DNA damages and DNA adducts, which are induced probably by black carbon or/and the adsorbed chemicals through black carbon exposures. Third, we will identify the key DNA/RNA modifications that are sensitive to the black carbon exposure. Combined with gene editing technologies, we will further explore the roles of DNA/RNA methylases and demethylases and repair enzymes involved in the adverse health effects of black carbon-based particulate matters. By this rational experimental design, we will obtain information regarding whether and how these enzymes protect the cells from the black carbon exposure, or enhance the toxicological effects of black carbon. Fourth, we will investigate whether and how the genetic and epigenetic factors affect the formation of DNA lesions and followed repair upon the exposure of black carbon. At last, combined with genome-wide deep sequencing technology, we will profile the distribution changes of key DNA lesions and sensitive DNA/RNA modifications along whole genomes and explore the functional changes and possible involved mechanisms. The new data obtained will support the scientific conclusions for the Air Quality Guidelines and also provides scientific arguments for taking decisive actions to improve air quality and reduce the global burden of disease associated with air pollution.
大气细颗粒的健康危害严重,已受到人们的广泛关注。本项目以大气细颗粒中重要的毒性黑炭细颗粒及其吸附化学组分作为研究对象,在细胞水平和动物水平,开展其遗传与表观遗传的毒性效应及其分子机制研究,以阐明可能引发的健康危害及作用机制,为黑炭细颗粒的健康风险评估和健康危害预防提供科学依据和技术支撑。为此,首先发展只需少量细胞、微量DNA、高灵敏的遗传和表观遗传修饰分析方法,包括多种DNA损伤、DNA/RNA表观修饰。在此基础上,分析鉴定大气黑炭颗粒物诱导的DNA损伤、DNA/RNA甲基化异常,并进一步研究黑炭颗粒物与关键酶(如DNA/RNA甲基化转移酶、去甲基化酶和DNA修复酶)间的相互作用。发展深度测序技术,获得并解析全基因组范围DNA损伤和表观遗传修饰图谱,实现对特定DNA损伤和表观遗传修饰的全景式分析,阐明黑炭颗粒物如何改变遗传和表观遗传等基础性科学问题,致力于实现环境与健康领域的原创性突破。
结项摘要
针对大气细颗粒物以及黑炭可能引发的健康危害,发展了高灵敏DNA损伤与表观修饰分析方法,并开展了遗传与表观遗传的毒性效应及其分子作用机制研究。在方法学方面主要进展有:(1)建立了典型DNA氧化损伤标志物8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的高灵敏分析方法。该方法可应用于研究PM2.5暴露引起的外周血细胞中的DNA氧化损伤;(2)建立多种醛类-DNA加合物的高灵敏分析方法,可研究PM2.5中醛类组分诱导形成的DNA加合物,以及评价各种不同来源PM2.5的基因毒性;(3)建立并发展了多种DNA/RNA表观修饰的分析方法与技术,包括5-羟甲基胞嘧啶(5mC)、5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)和5-醛基胞嘧啶(5fC),以及DNA羟甲基化的单碱基测序新方法。利用所发展的技术,证明了5hmC和5fC是更好的表观遗传效应标志物,预期可应用于PM2.5暴露引发的健康危害研究。利用所发展的分析技术与方法,在毒理机制方面的研究已取得一定的创新性成果:(1)通过人支气管上皮细胞(HBE)的 PM2.5暴露实验,发现表观修饰5hmC和5fC的水平均高于非暴露组(p < 0.05)。同时发现,经过PM2.5暴露可增加HEB细胞中(6S,8S)CrodG和(6R,8R)CrodG加合物。这些初步结果暗示了PM2.5具有表观遗传毒性和遗传毒性效应;(2)首次提出了环境双酚类内分泌干扰物引起乳腺癌细胞增殖的表观遗传负反馈调控信号转导新通路。这也是首次建立了环境污染物暴露-TET2-DNA羟甲基化-细胞增殖之间的关联。由于表观遗传变化的可逆性,这项机制研究也为制订干预环境污染引起的疾病措施和方案提供理论支持;(3)发现DNA聚合酶介导掺入的DNA N6-甲基腺嘌呤(6mA),是哺乳动物DNA 6mA新来源。该类型6mA是细胞受外源刺激或环境压力的潜在标志物;(4)建立了多种细胞模型,发现了炭黑对干细胞自我更新与分化的毒性作用;并开展了多种表观基因敲除模型小鼠的大气细颗粒物暴露研究,并实现全基因组测序。我们在此过程中,发现了多种潜在的表观遗传毒性标志物。在项目实施期间,已发表标注学术论文29篇,其中Cell Res 1篇,Hepatology 1篇,EHP1篇,Chem Sci 1篇,Chem Res Toxicol 1篇,Anal Chem 7篇,Trends Anal Chem 2篇。
项目成果
期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Conjoint expression and purification strategy for acquiring proteins with ultra-low DNA N6-methyladenine backgrounds in Escherichia coli.
在大肠杆菌中获取具有超低 DNA N-6-甲基腺嘌呤背景的蛋白质的联合表达和纯化策略
- DOI:10.1042/bsr20203769
- 发表时间:2021-03-26
- 期刊:Bioscience reports
- 影响因子:4
- 作者:Chen Z;Liu Y;Wang H
- 通讯作者:Wang H
In situ calibration of Direct Analysis in Real Time-mass spectrometry for direct quantification: Urine excretion rate index creatinine as an example
实时直接分析直接定量质谱的原位校准:以尿排泄率指数肌酐为例
- DOI:10.1016/j.talanta.2019.03.092
- 发表时间:2019
- 期刊:Talanta
- 影响因子:6.1
- 作者:Zhang Ning;Lu Meiling;Duan Xiaokun;Liu Charles C;Wang Hailin
- 通讯作者:Wang Hailin
Formic acid of ppm enhances LC-MS/MS detection of UV irradiation-induced DNA dimeric photoproducts.
ppm 甲酸可增强 LC-MS/MS 对紫外线照射诱导的 DNA 二聚体光产物的检测。
- DOI:10.1021/acs.analchem.9b04327
- 发表时间:2019-11
- 期刊:Analytical Chemistry
- 影响因子:7.4
- 作者:Zhang Ning;Deng Wenchao;Li Yao;Ma Yangde;Liu Yan;Li Xiangjun;Wang Hailin
- 通讯作者:Wang Hailin
Quantitative assessments of adenosine triphosphatase hydrolytic activity by ultrafiltration-coupled ion-pair reversed-phase high-performance liquid chromatography
超滤耦合离子对反相高效液相色谱法定量评估三磷酸腺苷酶水解活性
- DOI:10.1002/jssc.202000561
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Separation Science
- 影响因子:3.1
- 作者:Jing Changheng;Yu Fangzhi;Zhang Ning;Liu Yan;Wang Hailin
- 通讯作者:Wang Hailin
Profiling of the assembly of RecA nucleofilaments implies a potential target for environmental factors to disturb DNA repair
RecA 核丝组装分析表明环境因素是干扰 DNA 修复的潜在目标
- DOI:10.1016/j.jes.2020.09.022
- 发表时间:2021
- 期刊:Journal of Environmental Sciences
- 影响因子:6.9
- 作者:Yuan Zheng;Yu Fangzhi;Zhang Dapeng;Wang Hailin
- 通讯作者:Wang Hailin
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
基于纳米水凝胶颗粒的毛细管电泳法分离DNA
- DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.191009
- 发表时间:2019
- 期刊:分析化学
- 影响因子:--
- 作者:张禾蓉;易达;孟子晖;薛敏;汪海林;冯金生
- 通讯作者:冯金生
新規三次元カーボン材料の開発と固体高分子形燃料電池触媒担体への展開
新型三维碳材料开发及其在聚合物电解质燃料电池催化剂载体中的应用
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:汪海林;Kakade B. A.;田巻孝敬;山口猛央
- 通讯作者:山口猛央
适配体的筛选及在生命分析化学中的应用
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:生物技术
- 影响因子:--
- 作者:汪海林;赛道建;张月侠;李涛;宋茂勇
- 通讯作者:宋茂勇
免疫毛细管电泳-激光诱导荧光分析DNA加合物的方法学研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:色谱
- 影响因子:--
- 作者:高海燕;王智鑫;章大鹏;冯峰;王超;李涛;汪海林
- 通讯作者:汪海林
新規三次元カーボン材料の開発とPtPd担持触媒の特性評価
新型三维碳材料的开发及PtPd负载催化剂的表征
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:汪海林;Kakade B. A. ;田巻孝敬;山口猛央
- 通讯作者:山口猛央
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
汪海林的其他基金
超亲和识别体的人工进化与全基因DNA/RNA腺嘌呤甲基化测序新方法
- 批准号:22234008
- 批准年份:2022
- 资助金额:280 万元
- 项目类别:重点项目
环境污染与健康危害
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:1000 万元
- 项目类别:
电场操控单分子装置与蛋白质-DNA相互作用研究
- 批准号:21927807
- 批准年份:2019
- 资助金额:790 万元
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
针对蛋白质-核酸相互作用研究的单分子荧光偏振分析方法学与技术
- 批准号:21435008
- 批准年份:2014
- 资助金额:340.0 万元
- 项目类别:重点项目
毛细管电泳-双光子荧光偏振单分子检测装置
- 批准号:21327006
- 批准年份:2013
- 资助金额:280.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
基于甲基化结合蛋白的DNA甲基化分析及其在环境毒理学研究中的应用
- 批准号:21077129
- 批准年份:2010
- 资助金额:40.0 万元
- 项目类别:面上项目
高灵敏DNA损伤检测装置研制与体内痕量DNA加合物的检测
- 批准号:20877091
- 批准年份:2008
- 资助金额:38.0 万元
- 项目类别:面上项目
DNA加合物检测新方法及其作为环境致癌物生物标记物的应用
- 批准号:20677066
- 批准年份:2006
- 资助金额:32.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}