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研究背景及目的：二恶英(Dioxin)是一类氯代含氧三环芳烃类化合物的统称，它是环境中一类毒性极强的污染物。二恶英的来源有多个途径：城市生活垃圾、工业废物、医院废弃物的焚烧；杀虫剂、除草剂、防腐剂和油漆添加剂等一些工业生产中所产生的副产品；此外，纸浆漂白、森林火灾、火山爆发、汽车尾气的排放、吸烟等都会产生二恶英。二恶英的接触方式主要是职业接触和日常生活接触，从事杀虫剂、除草剂、防腐剂和油漆添加剂生产、垃圾焚烧、纸浆漂白等职业人群在工作的过程中可以接触二恶英；日常生活中，一些动物性食品如家畜、家禽及其肉、蛋、奶，鱼类等水产品易受到二恶英污染，二恶英通过食物链在人和动物体内蓄积，沉积在脂肪组织或脏器中。二恶英对人体的毒性主要表现为生殖毒性、免疫毒性、皮肤毒性和致癌性。由于二恶英脂溶性高，半衰期长，不易分解排出，因此它对人类健康危害不容忽视。
2，3，7，8-四氯二苯并二恶英(2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，TCDD)是该类物质中致癌作用最强的一种，被认为是世界上毒性最强的化合物，已被列为人类Ⅰ类致癌物。TCDD对人和动物的致癌性研究己成为当前的一个热点，众多动物实验和人群队列研究证明TCDD可致肺、肝、软组织、皮肤、甲状腺等多器官组织发生肿瘤，其中肺癌是TCDD引起的一类最常见的肿瘤，但其致癌机理仍然不清楚。随着分子生物学和分子遗传学的研究进展，人们越来越认识到细胞周期调节失控在肿瘤发生发展中的重要作用。在哺乳动物细胞周期中，G1/S期之间的调控点是细胞内外信号传递、细胞增殖调控的关键点，肿瘤的发生、发展常与该调控点调节异常密切相关。而由P16、CyclinD1、Rb和E2F-1基因组成的调控途径(E2F-1/Rb通路)与G1/S调控点的关系最为密切。因此，我们假设：E2F-1/Rb通路相关基因的异常可能会参与二恶英致肺癌变的有关机理。本课题拟建立二恶英致大鼠肺癌动物模型，运用荧光免疫组织化学和分子生物学手段检测大鼠肺组织P16、CyclinD1、Rb和E2F-1基因的表达情况，探讨这些基因的异常表达在二恶英致大鼠肺癌发生发展过程中的作用。
方法：1.建立二恶英致大鼠肺癌动物模型。将40只初断乳SD大鼠分为二恶英染毒组(20只)和对照组(20只)，雌雄各半，饲养观察二周后开始染毒。将TCDD溶于DMSO配制成浓度为125ng/ml，按0.58ng/g.BW剂量对染毒组大鼠进行腹腔注射，每周染毒一次，对照组予以等体积DMSO溶剂腹腔注射。染毒6个月，染毒组和对照组分别于第2个月、3个月、4.5个月、6个月各处死5只大鼠，取其肺组织，一部分液氮冻存，一部分浸泡于10％中性甲醛，制成石蜡切片待用。
2.病理诊断：对石蜡切片进行HE染色，显微镜下观察各组大鼠肺组织的病理变化。由病理学专家进行病理诊断。
3.用免疫荧光组织化学技术检测各组大鼠肺组织中P16、CyclinD1、Rb和E2F-1基因的蛋白表达情况。同时设阳性对照和阴性对照进行结果分析。
4.用RT-PCR检测大鼠肺组织中P16、CyclinD1、Rb和E2F-1基因mRNA表达。
5.统计分析，用SPSSforwindows11.0软件进行方差分析和卡方检验。
结果：1.成功建立了二恶英致大鼠肺癌模型。病理检查显示染毒组20只大鼠中正常5例，增生5例，异型增生6例，肺癌4例(包括1例小细胞肺癌，1例透明细胞癌，2例腺癌)。正常对照组20例中18例正常，2例轻度增生。并根据病理结果将TCDD染毒大鼠分为正常、增生、异型增生、肺癌四个组。
2.荧光免疫组织化学及PT-PCR检测P16、CyclinD1、Rb和E2F-1基因的表达，结果显示：
2.1与对照组相比，TCDD染毒组中P16的蛋白表达显著降低，P＜0.05；在TCDD染毒组中，随着病变程度加重，P16的表达水平存在下降趋势。PT-PCR检测结果与荧光免疫组化法检测结果一致。
2.2与对照组相比，TCDD染毒组中CyclinD1的蛋白表达均升高，具有显著性差异(P＜0.05)；在TCDD染毒组中，随着病变程度加重，其表达水平逐渐升高，各组间两两比较均有差异显著性(均有P＜0.05)，PT-PCR检测结果与荧光免疫组化法检测结果一致。
2.3与对照组相比，TCDD染毒组中Rb的蛋白表达均降低，具有显著性差异(P＜0.05)；在TCDD染毒组中，随着病变程度加重，其表达水平逐渐降低，但在TCDD染毒大鼠正常组与增生组、增生组与异型增生组差异无显著性(P＞0.05，P＞0.05)，它们与肺癌组相比差异均有显著性意义(P＜0.05，P＜0.05，P＜0.05)。PT-PCR检测结果与荧光免疫组化法检测结果一致。
2.4与对照组相比，TCDD染毒组中E2F-1的蛋白表达明显升高，P＜0.05；在TCDD染毒组中，随着病变程度加重，其表达水平逐渐升高，各组间两两比较均有差异显著性(均有P＜0.05)，PT-PCR检测结果与荧光免疫组化法检测结果一致。
结论：1.大鼠长期暴露于二恶英，可导致肺癌发生，以腺癌为主。其癌变过程中可见肺组织增生、异型增生、癌等不同程度病变。表明二恶英(TCDD)是一种完全强致癌物。
2.通过实验检测发现E2F-1/Rb通路相关基因P16、CyclinD1、Rb和E2F-1在大鼠肺癌发生过程中表达异常，其中有CyclinD1、E2F-1高表达和P16、Rb低表达，这些基因的异常表达可能影响细胞周期调控，导致细胞增殖。提示在二恶英致大鼠肺癌变过程中E2F-1/Rb通路相关基因可能起重要作用。