孕期PM2.5自然暴露模式对子代认知-运动发育的影响及表观修饰机制研究

PM2.5 refers to the suspended particulate matter with an aerodynamic diameter of less than 2.5μm and China is one of the heavy pollution areas. The high concentration of PM2.5 may be harmful to the pregancy and nervous system which was interested by the researchers increasingly. In this study, we assess the comprehensive PM2.5 exposure level of the pregnant women using the residential infiltration model of outdoor PM2.5 affected by their housing and life habits and the time-weighted PM2.5 exposure model. Further, checking the fetus intrauterine growth and internal exposure bi-marker through periodic visits, and assessing the neuropsychological test in peripheral blood of newborn and 12-month infant, we analyze the effectiveness of PM2.5 exposure during pregnancy on infants’ cognitive-motor development. To combine population-based study with the animal experiment, based on the results of population study, we explore the epigenetic effects of PM2.5 on the cognitive-motor development of postnatal rats by checking the internal exposure bimarker in unbilical cord blood（lead, mercury and PAH-DNA adducts）,as well as proinflammatory cytokines ,and Brain-derived neurotrophic factor(BDNF),and remarks of methylation and histone modification in brain tissue of postnatal rats so as to provide the basis for comprehensive management and preventing the ambient PM2.5.

PM2.5为粒径小于2.5μm的悬浮颗粒物。中国作为重污染区，PM2.5发育神经毒理学研究日益受到关注。本课题采用不同建筑物和生活习惯特征的PM2.5穿透率模型及时间加权污染物模型评估孕期综合暴露水平。并检测胎儿宫内发育情况及脐带血内暴露标记物，及新生儿和12月龄婴儿认知运动等结局指标，获得PM2.5暴露量、内外暴露成分对婴儿认知-运动动的影响效应。将人群研究与动物实验相结合，以人群研究结果为依据分析大鼠孕期PM2.5“自然暴露”后脐血内暴露生物标记物（铅、汞、多环芳烃）、仔鼠脑组织炎症细胞和神经营养因子及其甲基化和组蛋白修饰水平，探讨PM2.5对仔鼠认知-运动功能的表观修饰机制，为孕期防护及综合治理提供依据。

背景和目的: PM2.5为粒径小于2.5μm的悬浮颗粒物。中国部分地区污染较为严重，PM2.5发育神经毒理学研究日益受到关注。本课题在前期研究基础上将人群研究（效应）与动物实验（机制）相结合，开展孕期暴露对子代认知-运动能力的影响研究。.方法和结果： 1）采用不同建筑物和生活习惯特征的PM2.5穿透率模型获得孕妇个体暴露水平，通过多重线性回归等方法分析与产后42天婴儿认知-运动发育水平(应用“年龄发育进程问卷-第三版”ASQ-3评估）的关联，结果显示孕早、中期暴露水平对婴儿认知-运动能力存在影响（p<0.05）。2)前瞻性队列研究采用土地利用回归模型评估孕妇个体暴露水平，并检测胎儿脐带血内暴露标记物（铅、汞）水平，结果显示孕早和孕中期PM2.5较高暴露对6月龄婴儿认知-运动能力存在不利影响（p<0.05），并且脐血的重金属成分（铅、汞）对于该关联具有一定介导（mediates）作用，但孕期PM2.5暴露与12月龄婴儿的认知-运动能力无统计学关联。3）以人群研究结果为依据，分析小鼠孕期PM2.5“自然暴露”（浓缩暴露仓）的表观修饰机制，研究脐血内暴露生物标记物（铅、汞）、仔鼠脑组织炎症细胞和神经营养因子及其甲基化修饰水平，结果表明，孕期PM2.5高浓度暴露导致仔鼠运动行为能力下降，引起仔鼠脑部海马组织认知-运动发育障碍的关键基因（IL-6、IL-1β、TNF-α和BDNF）启动子区甲基化程度发生改变。.结论和意义：上述研究结果提示孕早、中期为PM2.5暴露影响子代认知-运动发育的重要时期, 并且其重金属成分（铅、汞）的危害仍不容忽视，可能通过子代脑组织炎症细胞和神经营养因子甲基化修饰对子代的认知-运动能力产生影响,该结论为PM2.5孕期防护、药物预防以及综合治理提供依据。.成果：项目在SCI索引和核心期刊杂志发表论文共20篇（标一，负责人为第一或通讯作者）。