氡和香烟烟气致肺癌相关基因和表观遗传修饰的比较研究

吸烟与氡暴露是致肺癌的两大主要诱因，相应的机制研究也成为热点。项目采用香烟烟气与氡及其子体对靶细胞（人永生化支气管上皮细胞，BEAS-2B）在细胞动态染毒装置中进行多剂量水平正交法染毒（0%、5%、20%和40%烟浓度和0、5000、20000、40000Bq/M3氡浓度），氡和烟联合染毒CI值＜1，提示二者具有协同效应；确定氡染毒浓度和时间为20000Bq/m3，30min；香烟烟雾染毒浓度和时间分别为20%，10min。进行3个月重复染毒，染毒后观察烟与氡对BEAS-2B细胞早期损伤及恶性转化各阶段的生物学效应，检测表观遗传改变；比较单独与联合作用所致表观遗传改变的差异性。. 长期染毒细胞周期、凋亡和软琼脂克隆形成显示细胞已恶性转化，香烟烟气和氡长期染毒细胞接种于裸鼠皮下成瘤率分别达40%和30%，瘤体细胞呈异型性并出现裸鼠死亡。illumina450k甲基化芯片分析单独和联合染毒细胞筛选出SPDEF，CDK5RAP1，PTPRM，ABCG1、EDA2R等基因甲基化改变。同时，我们也分析了细胞染毒恶性转化过程中MGMT、RASSF1A、FHIT、RARβ、LINE-1等基因，显示甲基化改变，而全基因组甲基化水平降低。染氡后细胞P53基因组蛋白H3乙酰化水平降低，MGMT基因组蛋白H3乙酰化水平升高。Wistar大鼠氡暴露肺组织观察到let-7a基因下调和K-ras基因上调，烟气暴露导致大鼠肺组织ROS和8-OHdG升高，OGG1、MTH1和T-AOC水平降低。经5-杂氮-2 -脱氧胞苷处理后的细胞，与Rn30-40组相比，DNMT3A蛋白表达量显著降低，MGMT蛋白表达量升高。. 本研究成功建立了体外氡、烟单独和联合染毒诱发人永生化支气管上皮细胞BEAS-2B细胞恶性转化模型，且氡、烟具有协同效应。DNA异常甲基化和组蛋白修饰改变提示了氡、烟单独及联合染毒致BEAS-2B细胞恶性转化的不同作用机制。初步干预提示表观遗传改变可以改变基因或蛋白的表达状态，研究为香烟、氡致肺癌的防治提供了理论依据。