科學家揭示了兒童血液鉛濃度過高與參與原血紅素合成和致癌作用的基因甲基化之間的相關性,這證實鉛中毒的機制以前未知。

鉛中毒是一種有據可查的疾病,由於減少了鉛的使用,鉛中毒的發病率已大大降低。但是,世界上許多地區的環境中鉛的含量仍然不安全。鉛中毒會引起諸如腹痛,腎衰竭和不孕之類的症狀,但是最有害的影響是發生在兒童身上,導致神經和發育惡化。但是,其背後的許多機制卻難以捉摸。

在目前發表在《環境研究》( journal Environmental Research)雜誌上的工作中,北海道大學的科學家與讚比亞大學的同事合作,調查了比亞Kabwe的140名2至10歲的兒童的血鉛濃度。兒童是從一個污染嚴重的古老鉛鋅礦山附近或遠離的鄉鎮中選出的。根據 Blacksmith 學院(現為Pure Earth)進行的一項調查,由於該礦山的存在,卡布韋被認為是2013年地球上污染最嚴重的10個地方之一。

測量所有兒童的血鉛濃度。科學家們發現,靠近礦井的孩子的血液濃度是遠處礦井的孩子的三倍。然後,他們使用一種稱為甲基化特異性聚合酶鏈反應(MSP)的技術來確定DNA序列的甲基化。甲基化是將甲基(CH3)基團添加到DNA的過程;這種修飾通常會導致基因活性降低

血鉛濃度升高與負責基因表達的DNA異常甲基化呈正相關。受影響的基因是ALAD,它合成了紅血球發育中的關鍵化合物。p16是一種抑癌基因,經常在不同類型的癌症中失去活性。

這項研究建立了血鉛濃度與DNA異常甲基化之間的相關性。它還揭示了該地區兒童的主要醫療保健問題。該領域未來的工作將涉及大規模研究,以確定鉛中毒的真正程度,並努力為該地區的兒童提供必要的照料和治療。Yohannes博士說:“最終目標是實現無鉛人口,以確保健康的未來。”

毒理學實驗室的Yared B. Yohannes博士,中山正太助教授和石塚真弓教授是這項研究的主要貢獻者。該實驗室已經研究了Kabwe中鉛中毒已有超過五年的時間。他們的研究是與八個非洲國家正在進行的合作項目的一部分,該項目旨在清除非洲持續環境污染對人類和動物的影響。

鄭醫師補充:

鉛過量不只是影響血紅素的合成,導致貧血,還可能影響孩童的專注力、影響大腦發育及學業表現,因為甲基化表現得異常也會影響神經傳導物質的合成與傳導,因此疑似有注意力不足過動的診斷的孩童,最好透過相關重金屬檢測來確認體內是否有鉛累積過量的問題,如確定過高,也須設法杜絕汙染來,同時透過相關療程幫助當事人排除過量的重金屬,加速身體及中樞神經功能恢復。

參考文獻:

Yared B. Yohannes, Shouta MM. Nakayama, John Yabe, Hokuto Nakata, Haruya Toyomaki, Andrew Kataba, Kaampwe Muzandu, Yoshinori Ikenaka, Kennedy Choongo, Mayumi Ishizuka. Blood lead levels and aberrant DNA methylation of the ALAD and p16 gene promoters in children exposed to environmental-leadEnvironmental Research, 2020; 188: 109759 DOI: 10.1016/j.envres.2020.109759

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