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研究目的:肺癌(lung cancer),又称为原发性支气管肺癌,是起源于支气管黏膜上皮细胞的恶性肿瘤,是一种最为常见且难以治愈的肿瘤疾病。在我国,无论对于男性还是女性而言,肺癌均居于癌症死亡顺位的首位。越来越多的流行病学证据表明大气污染与肺癌的发生与死亡风险呈正相关,但是关于环境大气污染特别是持久性有机污染物二噁英在大气污染水平下致肺癌的研究尚未见报道。二噁英类物质(dioxin-like compounds)中的2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin(2,3,7,8-TCDD),下文简称TCDD,是目前已知的世界上最毒的化学物质,其具有持久性、长距离迁移性和致癌致畸致突变等生物学毒性。国内外尚未见大气污染水平下长期低剂量2,3,7,8-TCDD暴露对肺癌早期发生的影响。本研究拟探讨大气环境水平下低浓度二噁英长期暴露对人源性永生化支气管上皮细胞(16HBE)遗传损伤、恶性转化的影响。以期为二噁英类物质生物毒性效应提供科学依据。也为环境污染监控寻找重点防控源提供参考。研究内容和方法:1.染毒剂量与染毒代数的确定:采用细胞增殖实验(CCK-8)检测TCDD对人源性永生化支气管上皮细胞(16HBE)的增殖毒性,并结合前期已有的大气水平二噁英类物质浓度的数据,确定染毒剂量(0,1aM,5aM,5fM和5pM)。并确定染毒代数为5、10、15、20代以评估不同暴露代数下TCDD的生物毒性效应。2.长期低剂量TCDD对16HBE细胞遗传损伤的影响:分别通过单细胞凝胶电泳实验(SCEG)和微核实验(MNT)对经系列TCDD剂量染毒后的第5、10、15和20代16HBE细胞进行DNA水平以及染色体水平遗传损伤的检测。3.长期低剂量TCDD对16HBE细胞表观遗传损伤的影响:通过免疫荧光法对经系列TCDD剂量染毒后的第5、10、15和20代16HBE细胞DNA总甲基化率的变化进行检测。4.长期低剂量TCDD对16HBE细胞致癌性及细胞迁移能力的影响:分别采用软琼脂集落形成实验和细胞迁移实验,对经系列TCDD剂量染毒后第20代16HBE细胞进行恶性转化以及细胞迁移能力变化的检测。研究结果:1.CCK-8实验显示随着TCDD染毒剂量的增加,16HBE细胞并没有出现生长抑制的现象,反而随着剂量的增加出现增殖的趋势,在DMSO终浓度控制在1‰所能达到的最大浓度100n M依然没有出现生长抑制的趋势。2.单细胞凝胶电泳实验结果显示,经TCDD染毒后,各剂量组细胞之间的DNA损伤参数没有统计学差异,同一剂量的影响在不同代细胞之间也没有统计学差异。3.微核细胞实验结果显示,当染毒代数达到15代或20代时,剂量组5aM、5fM和5pM的微核率与阴性对照组相比,明显升高,具有统计学差异。4.经TCDD染毒后,各剂量组细胞间整体甲基化率没有统计学差异,同一剂量TCDD染毒不同代细胞,总甲基化率也没有统计学差异。5.经TCDD染毒20代后,各剂量组细胞所形成的集落大小、数量与阴性对照组比较不具有显著差异,同样,各剂量组的细胞迁移能力与阴性对照组相比,也没有统计学差异。结论:1.在本实验剂量和染毒条件下,未发现TCDD对16HBE细胞具有细胞增殖毒性。2.低剂量TCDD长期染毒对16HBE细胞具有遗传损伤作用,且遗传损伤主要在染色体水平,DNA损伤不具有差异性。3.本研究未发现低剂量TCDD长期染毒对16HBE细胞的整体甲基化率程度有影响。4.经过低剂量TCDD连续染毒20代的16HBE细胞并没有发生恶性转化以及细胞迁移能力的改变,这提示16HBE细胞在低剂量TCDD单独作用下不会发生恶性转化或形成恶性转化可能需要更长的染毒代数。