大量环境污染物严重威胁人体健康,其致病机理的探索已成为环境毒理学和医学研究共同关心的关键问题之一。DNA甲基化等表观遗传标记与哺乳动物的生长发育密切相关,环境污染物可通过改变生物体内表观遗传修饰形式和分布而产生毒性作用。由于环境污染物种类繁多,且现有分析方法由于自身存在的限制而难以满足分析的需求,至今仍有大量环境化学物质的表观遗传毒性未知。建立高效、快速的表观遗传评价体系将有助于开展环境污染物表观遗传毒性的大规模筛选,以进一步实现典型环境污染物表观遗传毒性分子机理的深入研究,为环境污染与健康风险评价提供理论依据。　　 本文以DNA甲基化为研究对象,建立高灵敏的DNA整体甲基化检测方法,实现影响DNA甲基化水平的环境污染物的快速筛选,并深入研究筛选所得环境化学物质的表观遗传毒性机制。全文共分五个章节,主要内容为:　　 第一章综述DNA甲基化的生物学功能及DNA异常甲基化在癌症等疾病发生过程中的作用,总结了部分已知环境污染物对暴露生物体基因组DNA甲基化状态的影响,并较为详细地介绍了现有的DNA甲基化检测方法。　　 第二章基于免疫毛细管电泳-激光诱导荧光偏振(CE-LIFP)技术建立了一种新颖的DNA整体甲基化检测方法。该方法操作简便,毋需将DNA酶解为单核苷(酸),待测DNA与甲基化胞嘧啶抗体反应后可直接用于分析检测。由于结合了CE-LIFP技术,分析灵敏度显著提高,且分析速度快、样品用量少,可应用于培养细胞等生物样品基因组DNA整体甲基化水平的高效、快速分析。另外,利用在线荧光偏振技术,我们发展了一种新颖的减扣方法,可排除检测过程中脱落荧光染料的干扰,进一步提高了DNA甲基化定性定量分析的可靠性及准确度。　　 第三章利用建立的免疫CE-LIFP检测技术实现影响DNA甲基化水平的环境污染物的体外快速筛选。以甲基转移酶M.Sss I催化DNA甲基化修饰作为体外甲基化反应的模型,对两类重要的环境污染物,醛类和苯醌类化合物进行筛选。结果显示,这两类化合物对DNA甲基化修饰反应均有不同程度的抑制效果,依赖于它们化学结构和反应活性的差异。　　 第四章利用超高效液相色谱/串联质谱(UPLC-MS/MS)技术发展了一种快速、灵敏分析方法,可检测细胞中一类重要的DNA去甲基化产物-5-羟甲基胞嘧啶。经系统的细胞内DNA氧化损伤和活性氧分析,首次发现多种苯醌和氢醌类化合物暴露可选择性地将细胞基因组DNA中5-甲基胞嘧啶氧化为5-羟甲基胞嘧啶,并具有显著的剂量.效应关系。另外,研究发现5-羟甲基胞嘧啶在暴露A549和HepG2细胞中非常稳定并能够累积,而其它氧化损伤产物(如8-氧化鸟嘌呤)则难以检出,显示5-羟甲基胞嘧啶具有更强的累积效应和持久性,与其极慢的修复动力学有关。可以预期,5-羟甲基胞嘧啶可能成为新的DNA氧化损伤生物标志物。苯醌类化合物暴露对细胞基因组DNA整体甲基化水平无显著性影响。甲基化特异性PCR扩增实验证实苯醌类化合物暴露可导致A549细胞DNA特定位点(如RARβ基因)甲基化状态的改变。这些结果进一步显示苯醌类化合物在细胞内DNA去甲基化中的重要性。　　 第五章总结了本文发展的DNA整体甲基化检测方法及其在快速筛选影响DNA甲基化水平的环境污染物中的应用,以及苯醌类化合物表观遗传毒性机制的探讨。