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職業性穀物粉塵曝露の分子マーカーとしての循環型miRNA
Circulating miRNAs as molecular markers of occupational grain dust exposure.
PMID: 32647120 PMCID: PMC7347934. DOI: 10.1038/s41598-020-68296-5.
抄録
穀物や飼料生産からの粉塵は、曝露された労働者の健康に悪影響を及ぼす可能性がある。本研究では、職業的穀物粉塵曝露のバイオマーカーとして循環中のmiRNAを検討した。穀物粉塵に曝露した44人の労働者と22人の対照者を対象に、22種類の血清miRNAを解析した。被曝者は対照者と比較して、miR-18a-5p、miR-124-3p、miR-574-3pの発現が有意に上昇し、miR-19b-3p、miR-146a-5pの発現が低下していた。異なった発現を示すmiRNAの標的遺伝子は、様々なシグナル伝達経路に関与しており、「がんの経路」と「Wntシグナル伝達経路」は5つのmiRNAに共通していた。miRNA-疾患関連解析では、同定された5つのmiRNAといくつかの肺疾患用語との関連が示された。その結果、miR-124-3p、miR-18a-5p、miR-574-3pはIL-6蛋白質レベルと正の相関を示し、miR-19b-3pはCC-16およびsCD40L蛋白質レベルと逆相関を示した。5つのmiRNAの受信機動作特性解析の結果、3つのmiRNA（miR-574-3p、miR-124-3p、miR-18a-5p）が穀物粉塵曝露群と対照群を区別できることが示され、miR-574-3pが穀物粉塵曝露の最も強い予測因子であった。結論として、本研究では5つのシグネチャーmiRNAが穀物粉塵曝露の新規バイオマーカーとして同定され、初期の疾患マーカーとしての可能性があることが明らかになった。
Dust from grain and feed production may cause adverse health effects in exposed workers. In this study we explored circulating miRNAs as potential biomarkers of occupational grain dust exposure. Twenty-two serum miRNAs were analyzed in 44 grain dust exposed workers and 22 controls. Exposed workers had significantly upregulated miR-18a-5p, miR-124-3p and miR-574-3p, and downregulated miR-19b-3p and miR-146a-5p, compared to controls. Putative target genes for the differentially expressed miRNAs were involved in a range of Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes signaling pathways, and 'Pathways in cancer' and 'Wnt signaling pathway' were common for all the five miRNAs. MiRNA-diseases association analysis showed a link between the five identified miRNAs and several lung diseases terms. A positive correlation between miR-124-3p, miR-18a-5p, and miR-574-3p and IL-6 protein level was shown, while miR-19b-3p was inversely correlated with CC-16 and sCD40L protein levels. Receiver-operating characteristic analysis of the five miRNA showed that three miRNAs (miR-574-3p, miR-124-3p and miR-18a-5p) could distinguish the grain dust exposed group from the control group, with miR-574-3p as the strongest predictor of grain dust exposure. In conclusion, this study identified five signature miRNAs as potential novel biomarkers of grain dust exposure that may have potential as early disease markers.