ИСТИНА

Введение. Процессы сперматогенеза и созревания сперматозоидов включают в себя каскад эпигенетических изменений, чувствительных к воздействию как факторов окружающей среды, так и образа жизни. Репрограммирование эпигенома половых клеток человека может быть передано следующему поколению, что может привести к нарушениям развития и здоровья потомства в период развития эмбриона и в последующей жизни. Цель. Изучить влияние химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы (ХВНРЭС, endocrine disrupting chemicals), в перипубертатном возрасте и курения на профиль метилирования ДНК сперматозоидов молодых мужчин проспективной когорты (Russian Children’s Study). Дизайн/Методы. В 2003-2005 гг была сформирована когорта 516 мальчиков 8-9 лет, проживающих в городе Чапаевск, Самарская область (первичный отклик - 90%), наблюдающаяся ежегодно до 20 лет. Уровень тетрахлордибензодиоксина (ТХДД), наиболее токсичного конгенера диоксинов с известными свойствами ХВНРЭС, был определен в сыворотке мальчиков в 8-9 лет. В возрасте 18-19 лет молодые мужчины приглашались для сбора образцов семени. Интенсивность курения в течение полугода до сбора образцов оценивалась с помощью интервьюирования. Методом случайного отбора была выделена субкогорта 51 молодого мужчины, равномерно распределенная в зависимости от перибуртатной концентрации ТХДД в сыворотке (от 0.4 до 12.1 пг/г липидов). Образцы семени фракционированы с помощью 50% и 90% сред градиента плотности «Isolate» («Irvine Scientific», США). ДНК сперматозоидов объединенных фракций выделялась по недавно опубликованному авторами протоколу. Метод редуцированного бисульфитного секвенирования (RRBS) использовался для получения профиля метилирования ДНК с помощью HiSeq 2000, Illumina. В статистический анализ были включены метиломы 34 мужчин с удовлетворительным качеством секвенирования (>500 000 CpG участков с покрытием >10 на один образец). Двухфакторная (ТХДД и курение) линейная регрессия использовалась для всех CpG, представленных, как минимум, в 10 образцах при размахе (max-min) уровня метилирования ДНК ≥ 20. Статистическая значимость оценивалась при p < 0.05 с учетом поправки на множественные сравнения, |R2| ≥ 0.7. Результаты. 307538 из 2611773 CpG удовлетворяли критериям включения. Построены статистически значимые регрессионные модели метилирования 1097 CpG в зависимости от перипубертатного уровня ТХДД и курения в течение полугода до сбора образца семени. Из них 56.8% CpG располагаются в теле генов, 4.3% в промоторных, 0.2% в энхансерных и 38.7% в межгенных участках. Функциональный анализ обогащения (согласно аннотациям KEGG, Gene Ontology (GO), Reactome) выявил изменение функций, связанных с метаболизмом коллагена и белкового внеклеточного матрикса, синаптической передачи сигнала, регуляции долгожительства, а также подавления транскрипции ДНК. Выводы. Насколько нам известно, это первое проспективное исследование влияния окружающей среды в перипубертатном периоде и образа жизни на профиль метилирования ДНК в сперматозоидах субкогорты 34 молодых мужчин. Представляется важным как дальнейшее изучение эпигенома сперматозоидов человека, так и проверка гипотезы возможной передачи следующему поколению наблюдаемых эпигенетических изменений половых клеток.