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杂环胺(HCAs)是一类高温热解形成的低分子有机胺化合物,食源性HCAs来源较广,环境中也存在HCAs。目前已鉴定了20多种HCAs,其中2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4,5-b]吡啶(PhIP)是主要成分之一,且毒性较大、组织中易吸收、分布多。研究表明,HCAs具有致突变性,HCAs摄入量与胃癌、直肠癌、乳腺癌等疾病的发生有关。然而,对HCAs代表物PhIP引起胃损伤甚至胃癌变的分子机制研究还很不深入。p16是重要的肿瘤抑制基因,p16基因启动子区甲基化可能抑制了其蛋白的表达,导致P16蛋白失活,继而导致肿瘤细胞的过度增殖。此途径可能是胃癌发生中p16基因失活的重要机制。p16异常甲基化与胃黏膜异型增生癌密切相关,是特异性较强的预警生物标志物。故本研究拟以p16作为生物标记研究HCAs对大鼠胃的早期损伤。本研究选择Wistar雄性大鼠分为低剂量组(5mg/kg PhIP).中剂量组(10mg/kg PhIP)和高剂量组(15mg/kg PhIP)和对照组。采用灌胃技术、用不同剂量PhIP对大鼠一次性染毒后,取大鼠胃组织,采用显微技术、实时荧光定量RT-PCR、Western blot、甲基化特异性PCR (MSP)及生化分析等手段,研究了PhIP对大鼠胃组织的组织病理学改变、脂质过氧化作用、蛋白质氧化损伤、p16基因mRNA和蛋白表达及其启动子甲基化影响。通过HE染色方法观察大鼠胃组织病理学变化；通过测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响来反映脂质过氧化损伤；通过测定蛋白质羰基(protein carboyl, PCO)含量、DNA与蛋白质交联率(DNA-protein crosslinks coefficient, DPC)来反映蛋白质氧化损伤。实验结果显示：(1)对照组大鼠胃黏膜组织未见明显异常,胃黏膜上皮完整,腺体排列整齐,未见炎性细胞浸润。不同浓度PhIP灌胃染毒后,大鼠胃黏膜组织出现不同程度的病理学变化,特别是15mg/kg PhIP引起炎性细胞浸润、腺体断裂脱落及充血现象。(2) PhIP引起大鼠胃组织SOD、CAT、GSH-Px酶活的变化。与对照组相比,15mg/kg的PhIP可显著抑制大鼠胃组织SOD和GSH-Px活性、10和15mg/kg的PhIP可显著增加CAT活性(P<0.05)。不同剂量PhIP导致MDA含量显著增加,且随着PhIP浓度升高呈现增加的趋势,呈现一定的剂量-效应关系,在较高浓度下(10mg/kg和15mg/kg的PhIP)与对照组相比差异有显著性(P<0.05)。(3)与对照组相比,不同剂量的PhIP导致PCO含量和DPC交联率均有显著性或极显著性差异增加(P<0.05或P<0.05),呈现一定剂量-效应关系。(4)与对照组相比,不同剂量的PhIP引起大鼠胃组织p16mRNA水平显著或极显著下降(P<0.05,P<0.01),且随着PhIP剂量的增大,p16mRNA表达也随着降低,呈剂量-效应关系。同时,PhIP抑制了p16蛋白表达,在10mg/kg和15mg/kg PhIP剂量下与对照组相比有显著性水平(P<0.05)。此外,当PhIP染毒剂量达到15mg/kg时,大鼠胃组织出现p16基因DNA甲基化。上述结果看出,经PhIP染毒后,大鼠胃组织出现了组织病理学变化；且引起胃组织脂质过氧化损伤和蛋白质氧化损伤,PhIP对大鼠胃组织造成了病理学损伤,这种形态学改变可能与PhIP致胃组织脂质过氧化损伤和蛋白质氧化损伤有关。同时,PhIP显著抑制了抑癌基因p16在转录和翻译水平的表达,其原因之一可能是PhIP引起p16基因启动子甲基化导致p16蛋白失活,这可能是PhIP诱发胃癌的潜在原因。这些结果显示PhIP对大鼠胃组织具有毒性损伤作用。对PhIP导致大鼠胃组织的损伤、脂质过氧化和蛋白质氧化损伤、抑癌基因p16表达下调的机制研究,不仅为阐明PhIP对大鼠胃早期毒性损伤作用提供实验依据,还对对提倡人们合理饮食、保护人群健康有积极的意义。文献表明,当PhIP进入机体可导致氧自由基的产生,这可能是PhIP引起大鼠胃组织损伤的重要机制。关于PhIP对胃损伤及其诱发胃癌的机制还有待于进一步深入研究。