甲基丙烯酸环氧丙酯致人支气管上皮细胞癌变特异甲基化谱的研究

化学致癌因素是造成人类癌症的重要原因，正确评价并研究和弄清其致突变/致癌性及其机制，对保护人类健康有着重要的实际意义。基于表观遗传事件是肿瘤发展中的关键性驱动力，贯穿于肿瘤发生、发展的各个时期，且能够回答用经典遗传学理论无法加以阐明的现象。本研究项目将在已建立的低浓度致突变/可疑致癌物甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）反复接触诱导人支气管上皮细胞恶性转化模型和完成的特异基因谱研究工作基础上，应用高通量甲基化芯片技术，确定GMA致细胞恶变演进过程中不同时点相关DNA甲基化谱；比较其共性和不同，绘制GMA致细胞癌变特异甲基化谱，同时筛选甲基化沉默基因及其甲基化位点分析。以期进一步验证、深化提出的"通道假说"的科学意义，更全面地理解和揭示化学物致细胞癌变的机制；探索以细胞癌变表观基因型评价外来化学物诱变性-致癌性的方法和思路，寻找有实用价值的GMA等化学物的早期暴露分子生物标志和潜在治疗分子靶点。

化学致癌因素是造成人类癌症的重要原因，正确评价并研究和弄清其致突变/致癌性及其机制，对保护人类健康有着重要的实际意义。基于表观遗传事件是肿瘤发展中的关键性驱动力，贯穿于肿瘤发生、发展的各个时期，且能够回答用经典遗传学理论无法加以阐明的现象。本研究项目在已建立的低浓度可疑致癌物甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）接触诱导人支气管上皮细胞恶性转化模型和完成的特异基因谱研究工作基础上，应用高通量甲基化芯片技术，确定GMA致细胞恶变演进过程中不同时点相关DNA甲基化基因谱；连续动态观察其甲基化状态变化，同时筛选甲基化沉默基因，并检测不同时点全基因组甲基化水平。所获得结果，GMA组分别有1374、825、1149个基因在转化前期、中期、后期甲基化；30个基因在不同时点均甲基化；318、272、683个基因分别在转化前期、中期、后期甲基化，而在其他两个时点未见甲基化；59、67、73个基因分别在转化前期、中期、后期未见甲基化，而在其他两个时点同时发生甲基化。821、75、44个甲基化基因分别在转化前期、中期、后期发生甲基化沉默；未见在转化前期、中期及后期均沉默的甲基化基因；801、66、30个甲基化基因分别在转化前期、中期、后期沉默，而在其他两个时点未见基因沉默；1、14、8个甲基化基因分别在转化前期、中期、后期未见甲基化沉默，而在其他两个时点同时发生沉默。采用MSP法检测p15、p16、LRRC4、APC、H19、OPCML、MGMT、hMSH、THBS1、CTGF基因在GMA诱导16HBE转化早期或前期、中期、后期细胞中的甲基化状态结果与甲基化芯片检测结果一致。结合基因表达芯片以及qPCR检测OPCML基因表达变化分析，进一步确证DNA甲基化是一种可逆的过程，其与基因表达抑制、基因功能缺失密切相关。不同时点GMA可诱导细胞全基因组甲基化水平降低，且细胞全基因组明显低甲基化在转化前期就已发生，故可考虑将其视为细胞恶性转化前期生物标志物。综合以上结果分析，DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式，其作为调节基因组功能的重要手段，异常能影响基因表达及基因组的稳定性，导致细胞的癌变及肿瘤的发生、发展。在GMA致16HBE恶性转化过程中，随着细胞恶性转化过程的逐步演进，基因DNA甲基化状态不仅可在细胞恶性转化过程中稳定遗传，并可伴随细胞恶性转化过程的进展发生改变。