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第一部分职业性汞作业人群血清差异性表达环状RNA的筛选及验证背景及目的:单质汞可在一定程度上以蒸发状态进入大气,是恒温器、温度计以及荧光灯管制造行业危害职业性汞作业人群健康的主要因素。环状RNA(circRNA)在不同物种中丰度高、保守性高,并表现出组织和发育阶段特异性,在多种生物学过程中发挥重要作用。本研究采用circRNA芯片实验筛选汞中毒和汞吸收工人差异性表达的circRNAs并进行扩大样本验证,评估其作为汞中毒和汞吸收生物标志物的价值。方法:初筛阶段及扩大验证阶段的研究对象均来源于2016年江苏省某体温计制造厂(291人)和某灯管制造厂(532人)参加职业健康体检的工人。初筛阶段以1:1匹配原则,选择10名慢性汞中毒工人,10名汞吸收工人和10名对照工人,利用其血清进行circRNA芯片实验对差异性表达的circRNAs进行初筛。扩大验证阶段选择另外40名慢性汞中毒工人,40名汞吸收工人和40名对照工人作为研究对象,利用定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,q RT-PCR)在研究对象血清中进行验证,并对在扩大验证阶段差异性表达的circRNAs进行受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线分析,判断其作为汞中毒和汞吸收诊断标志物的价值。结果:circRNA芯片实验初步筛选汞中毒工人、汞吸收工人和对照组工人血清差异性表达的circRNAs,得到9种circRNAs(hsa＿circ＿0082189、hsa＿circ＿0068939、hsa＿circ＿0008558、hsa＿circ＿0073166、hsa＿circ＿0021922、hsa＿circ＿0079203、hsa＿circ＿0025244、hsa＿circ＿0023668、hsa＿circ＿0026713)作为候选基因。利用q RTPCR对候选circRNAs进行扩大样本验证,结果显示,与对照组相比,hsa＿circ＿0082189、hsa＿circ＿0079203、hsa＿circ＿0025244、hsa＿circ＿0023668、hsa＿circ＿0026713在汞中毒组和汞吸收组中均上调(P<0.05),差异有统计学意义;hsa＿circ＿0068939和hsa＿circ＿0008558在汞中毒组均下调(P<0.05),差异有统计学意义。ROC分析显示,hsa＿circ＿0082189、hsa＿circ＿0068939、hsa＿circ＿0079203、hsa＿circ＿0025244、hsa＿circ＿0023668和hsa＿circ＿0026713对诊断汞中毒和汞吸具有不同程度的准确性,hsa＿circ＿0082189、hsa＿circ＿0068939和hsa＿circ＿0023668联合诊断汞中毒的AUC为0.989(0.935-1.000),诊断准确性高。hsa＿circ＿0082189和hsa＿circ＿0023668联合诊断汞吸收的AUC为0.959(0.890-0.991),诊断准确性高。结论:hsa＿circ＿0082189(circFLNC)、hsa＿circ＿0068939(circ SH3BP2)、hsa＿circ＿0079203(circTTYH3)、hsa＿circ＿0025244(circ COPS7A)、hsa＿circ＿0023668(circACER3)和hsa＿circ＿0026713(circ HNRNPA1)可作为诊断汞中毒和汞吸收潜在的生物标志物,应进一步探索其在汞致病机制中的作用。第二部分职业性汞作业人群血清差异性表达环状RNA功能预测背景及目的:由于生物系统的复杂性以及生物信息数据的不断增加,医学研究越来越依赖于基于数据库的综合分析。研究人员利用生物信息学分析,对目的基因的功能及调控通路进行预测,为疾病的机制研究提供了更多的有效信息。本研究对差异性表达的circRNAs进行生物信息学分析,探讨circRNAs的调控通路及其在汞中毒发生和发展中的作用。方法:基于第一部分研究结果,对差异性表达的circRNAs(circFLNC、circ SH3BP2、circTTYH3、circ COPS7A、circACER3和circ HNRNPA1)在Circular RNA Interactome平台对可能结合的mi RNAs进行预测,选择与目标circRNAs结合分值最高的前5个mi RNAs。然后利用Target Scan和mi RDB两个数据库对mi RNAs的靶基因进行联合预测,最后对靶基因进行基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes,KEGG)分析,利用Cytoscape建立circRNA-mi RNA-m RNA调控网络。结果:GO分析显示,差异性表达的circRNAs可能参与心室小梁心肌形态发生、肾吸收、蛋白复合物解体的正调控、m RNA 3’端加工的正调控、肠神经系统发育等生物过程。KEGG通路分析结果显示,差异性表达的circRNAs可能参与Hedgehog信号通路、m TOR信号通路、RIG-I样受体信号通路和p53信号通路。circRNA-mi RNA-m RNA网络图的构建显示,circFLNC、circ SH3BP2、circTTYH3、circ COPS7A、circACER3和circ HNRNPA1可以通过与mi RNAs结合,调控CYB5B、HAND2、SLC35F6、OCSTAMP、KLHL2、C1orf21等基因表达。结论:汞中毒和汞吸收工人血清差异性表达的circRNAs(circFLNC、circSH3BP2、circTTYH3、circ COPS7A、circACER3和circ HNRNPA1)可以通过结合mi RNAs,调控CYB5B、HAND2、SLC35F6、OCSTAMP、KLHL2、C1orf21等靶基因的表达,可能通过Hedgehog、m TOR、RIG-I样受体和p53等信号通路参与汞中毒的发生发展。