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文章标题：The effects of air and transportation noise pollution-related altered blood gene expression, DNA methylation, and protein abundance levels on gastrointestinal diseases risk
中文标题：空气和交通噪声污染相关改变的血液基因表达、DNA 甲基化和蛋白质丰度水平对胃肠道疾病风险的影响
发表期刊：Sci Total Environ.
发表时间：20241115
影响因子：8.2/Q1
研究背景
空气污染和交通噪音与胃肠疾病之间的联系日益受到关注，但具体机制尚不明确。本研究旨在探索这些环境因素如何通过改变血液基因表达、DNA甲基化和蛋白质丰度水平来影响胃肠疾病风险。
研究方法
研究者从已发表的研究中提取与空气污染（PM2.5、PM10、NOx）和交通噪音污染（飞机、铁路、道路交通噪音）相关的显著调节基因和CpG位点。通过全基因组甲基化分析和共定位分析，结合GWAS数据，揭示了污染相关血液DNA甲基化变化与胃肠疾病风险之间的关系。采用基于汇总的孟德尔随机化（SMR）分析评估污染相关基因对胃肠疾病风险的影响，并进行富集分析以探究涉及的生物学途径和免疫细胞类型。
研究结果
1.航空和交通噪声污染相关的 DNA 甲基化和胃肠道疾病风险
全基因组甲基化分析揭示194个CpG位点与胃肠疾病风险相关。噪声、NOx、PM2.5、PM10相关CpG位点分别与不同胃肠疾病显著关联。共定位分析支持cg08500171、cg19215199、cg00227781位点甲基化与疾病风险的因果关系。
2.基因表达水平
发现65个与胃肠疾病风险显著相关的污染相关基因表达。噪声污染与GERD、胆石症风险基因表达显著相关；PM2.5和NOx暴露与GERD风险基因表达显著关联。
3.整合多组学水平的结果
整合顺式-eQTL和顺式-mQTL数据，发现11个DNA甲基化探针可能调节10个基因。4个基因的SNP信号在GWAS、eQTL和mQTL数据中显著。较低的DNA甲基化水平上调IL21R、EVPL、SYNGR1和WDR46表达，增加GERD、溃疡性结肠炎、NIEC和胃溃疡风险。
4.通路和细胞类型特异性富集的结果
生物通路富集分析显示，与空气和交通噪声污染相关的基因在免疫炎症反应、T细胞免疫负调节等途径中显著富集。CpG位点分析揭示其在T辅助细胞和单核细胞中的富集，图6总结了主要发现。
5.分子 QTL 和 17q12-21 哮喘位点哮喘风险的多性状共定位
我们研究了17q12-21位点的eQTL和meQTL与哮喘SNP的共定位，发现了四个共定位，涉及ORMDL3和ERBB2基因，揭示了可能的哮喘风险机制，包括RV暴露后的表观遗传变化。
6.多性状共定位三元组的孟德尔随机化
共定位分析显示哮喘风险变异与分子性状相关。通过孟德尔随机化，我们发现DNA甲基化介导了这些变异对基因表达的影响，为哮喘的遗传机制提供了新见解。
文章小结
本研究通过整合上皮细胞的分子QTL数据与哮喘GWAS结果，揭示了哮喘风险位点的细胞特异性遗传机制。研究发现哮喘和过敏性疾病GWAS SNPs在AEC分子QTLs中特异性富集，并通过共定位分析鉴定了46个独特的多重性状共定位，包括TSLP基因和17q12-21位点的新机制。这些发现为理解哮喘的遗传背景提供了新的视角，并强调了环境暴露在疾病发生中的重要作用。对这种思路感兴趣的老师，欢迎联系小编！
