目的汞作为一种具有神经毒性和发育毒性的环境污染物,其不仅能够通过胎盘屏障直接影响胚胎正常的生长发育,且能够透过血睾屏障抑制精子生成、降低精子产能。近期研究提示,父源性汞暴露能诱发不良的出生结局。然而,汞的致畸毒性相关的机制目前尚不明确。基因印记是一个独特的表观遗传学调节方式,在胎儿以及出生后的生长发育方面起着重要作用。而印记基因DNA甲基化对环境致畸物十分敏感,有研究指出烟草、酒精和苯并芘等能使印记基因DNA甲基化水平发生改变。而父源性汞暴露与精子DNA印记基因甲基化水平关系的人群研究尚无报道。本课题拟通过流行病学现场调查和分子生物学实验室分析相结合,研究男性环境重金属汞非职业暴露状况及与精子DNA印记基因H19、Peg3和Meg3甲基化水平之间的相关关系,探讨出生缺陷的父源性环境暴露相关的表观遗传学机制,进而为出生缺陷的一级预防提供理论依据。方法1.现场流行病学调查从2015年4月和2016年3~4月来山西省妇幼保健院生殖中心和山西大医院男科门诊中进行婚前检查或孕前检查的男性作为调查对象。采用横断面调查的方法,对调查对象进行问卷调查。了解调查对象的年龄、受教育水平、个人或家族出生缺陷史和遗传病史、吸烟饮酒情况、饮食习惯(如水产品摄入状况)等。最终,纳入研究的共618人。2.生物样品收集和检测2.1收集男性中段尿样,采用全自动双通道的氢化物发生原子荧光光度计AFS-9700测定尿中总汞含量。2.2收集男性精液,采用异硫氰酸胍法提取精子基因组DNA。进一步采用焦磷酸测序法分别检测精子DNA印记基因H19、Peg3和Meg3甲基化水平。3.统计分析采用Epi Data3.1软件进行平行双录入建立数据库,运用SPSS19.0软件对资料进行统计分析。采用非参数检验比较不同人口学特征组间尿汞水平分布;采用单因素Spearman秩相关分析和多重线性回归方法分析尿汞水平与精子DNA印记基因H19、Peg3、Meg3甲基化之间相关性。结果1.调查对象环境重金属汞非职业暴露状况调查对象尿汞水平中位数为9.14μg/l(四分位数间距:5.56~12.52μg/l;浓度范围:0.16~71.35μg/l)。按照美国CDC指南中非职业汞暴露人群的尿汞水平正常范围(小于10μg/l),本调查对象中共有42.7%的男性尿汞水平超过此范围。非参数检验分析结果显示,不同人口学特征(包括年龄、是否吸烟、是否饮酒、是否食用水产品及受教育水平)组间男性尿汞水平分布比较未发现差异。2.调查对象尿汞水平与精子DNA印记基因甲基化水平的关系2.1单因素Spearmen秩相关分析发现,尿汞水平与精子DNA印记基因H19甲基化水平呈负相关,即尿汞水平增加与H19去甲基化相关联。然而未观察到尿汞水平与精子DNA印记基因Peg3和Meg3甲基化水平有关。2.2多重线性回归分析发现,在排除年龄、是否吸烟、是否饮酒、是否食用水产品及受教育水平混杂因素的干扰后,尿汞水平仅对精子DNA印记基因H19甲基化有影响,两者之间呈负相关。这提示尿汞水平增加和精子DNA印记基因H19去甲基化的独立地相关。结论1.本研究中的调查对象环境重金属汞非职业暴露处于较高水平;2.尿汞水平与精子DNA印记基因H19甲基化之间呈负相关,即尿汞水平增加与精子印记基因H19去甲基化相关联,提示精子DNA表观遗传修饰对环境污染物极为敏感。