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多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)已被国际癌症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)为“I类致癌物”。焦炉工在工作过程中经皮肤和呼吸道接触大量含有PAHs的焦炉逸散物(Coke oven emissions, COEs)。流行病学调查表明焦炉工具有较高的患肺癌的风险。在我国,含有大量具有突变性和致癌性的多环芳烃的焦炉逸散物导致的肺癌被列为我国八种法定职业肿瘤之一。由于苯并(a)芘是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,故经常以BaP作为PAHs的代表。苯并(a)芘进入人体后,与多环芳烃受体(Aryl hydrocarbon receptor, AhR)结合,导致AhR空间结构发生变化,核易位区、二聚化区以及DNA结合区域被暴露出来,配体、AhR与HSP90一起进入细胞核,然后,AhR与ARNT形成异二聚体,HSP90解离。该异二聚体与相应的增强子元件结合,从而诱导多种外源性化学物代谢酶的合成,如细胞色素P4501A1(CYP1A1)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)。PAHs须经代谢酶生物转化后才具有致癌性。PAHs在体内生物转化时能生成大量活性氧和能与DNA形成加合物的代谢产物,最终导致DNA受到损伤。因此,多环芳烃受体在苯并(a)芘的致癌性中发挥着重要作用。有研究报道细胞经苯并[a]芘染毒后多环芳烃受体蛋白的改变情况,但其mRNA水平的变化却未见报道。PAHs导致的DNA损伤在个体与个体之间存在着较大的差异,并且这种差异与遗传易感性有关。目前,单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)已被广泛利用到研究多基因疾病和环境相关疾病中。AhR基因总共有47000个碱基,估计其有50-80个SNP。目前NCBI上报道了20个SNP,其中16个位于内含子,3个位于3’端非翻译区,一个位于读码区。AhR基因多态性中研究最广泛的多态性位点为第554个密码子上精氨酸至赖氨酸的改变,有报道认为此位点的改变可导致AhR下游基因(如代谢酶基因)的表达发生改变,从而影响外来化合物的代谢。但目前还没有文献报道此位点变异是否与焦炉工外周血淋巴细胞DNA损伤程度有关。CYP1A1、GSTT1和GSTM1分别为I、II相代谢酶成员,其参与了多环芳烃的代谢过程。有研究报道CYP1A1、GSTT1和GSTM1的基因多态性与肿瘤(如肺癌、膀胱癌)的易感性有关。但在焦炉工中,这些基因的变异的作用还不是很明确。例如,有研究报道GSTM1多态性与焦炉工外周血BPDE-DNA加合物水平有关,但也有研究报道未发现这种关系。为了阐明多环芳烃受体及其基因多态性在多环芳烃致癌性中的作用,本研究分为两部分:第一部分选取了240名焦炉工和123名无职业多环芳烃(PAHs)暴露工人为研究对象,用碱性彗星实验检测其外周血淋巴细胞DNA损伤情况,用PCR法检测AhR、CYP1A1、GSTT1、GSTM1基因型,以此来探讨这些基因型与焦炉工外周血淋巴细胞DNA损伤程度是否有关系;第二部分采用实时定量PCR的方法,检测了不同浓度的苯并(a)芘作用A549细胞后,多环芳烃受体mRNA表达的规律。第一部分AhR、CYP1A1、GSTT1、GSTM1基因多态性与焦炉工外周血淋巴细胞DNA损伤的关系本部分采取横断面分子流行病学设计,研究了AhR、CYP1A1、GSTT1、GSTM1基因型在中国人群中的分布情况及其与焦炉工外周血淋巴细胞DNA损伤程度的关系。本部分研究选取了240名焦炉工和123名无职业多环芳烃(PAHs)暴露工人为研究对象,应用PCR方法检测AhR、CYP1A1、GSTT1、GSTM1基因型,使用碱性单细胞凝胶电泳技术评价淋巴细胞DNA损伤,研究对象的年龄、性别、吸烟和饮酒、职业暴露史等信息使用调查表收集。结果显示,经过广义线性模型对年龄、外暴露等级进行校正后,在对照组中,具有CYP1A1 MspI CC+CT基因型者(0.32±0.96)的Olive TM值比TT基因型者(0.90±0.98)低,且差异有显著性(P=0.005)。焦炉工中AhR基因1661位点AA+GA基因型者经自然对数转换的Olive尾矩(1.37±1.10)高于GG基因型者(1.02±1.12),差异有显著性(P<0.05),在非暴露组中未发现类似结果。这提示着AhR基因G1661A位点的多态性可影响焦炉工外周血淋巴细胞DNA损伤程度。第二部分苯并[a]芘对A549细胞多环芳烃受体mRNA表达的影响本部分主要研究了不同浓度的苯并[a]芘对体外人肺腺癌细胞多环芳烃受体mRNA表达的影响。多环芳烃受体介导了苯并[a]芘的毒作用,但在细胞中表达很少,并且容易降解。用实时定量PCR方法,可以检测多环芳烃受体mRNA在细胞内的痕量表达。我们设计了六个苯并[a]芘浓度0、1、5、10、50、100μMol/L作用24小时后,肺腺癌细胞多环芳烃受体mRNA表达的改变。结果发现:肺腺癌细胞在苯并[a]芘不同浓度作用24小时后,多环芳烃受体的mRNA水平与对照组比都有明显的降低。虽然其具体机制不清楚,但这提示着多环芳烃受体可能在苯并[a]芘的DNA损伤中发挥作用。