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乳头状瘤病毒(human papillomavirus,HPV)是一种DNA肿瘤病毒,能引起皮肤和黏膜鳞状上皮增殖。高危型HPV感染,特别是HPV16型感染与宫颈癌、口腔癌等多种恶性肿瘤的发生和发展密切相关。HPV16 E6和E7蛋白是导致HPV16相关宫颈癌产生的主要因素之一,它们通过破坏细胞正常的增殖、分化及凋亡,诱导细胞永生化及恶性转化。吸烟已证实为宫颈癌的独立危险因子,它与HPV的共同作用可增加宫颈癌发生的危险性。香烟烟雾中含有多种多环芳烃,它们是一类最早被发现的、数量较大、分布较广的环境污染物,可导致肺癌、胃癌等多种人类癌症。因此,研究HPV16 E6E7与多环芳烃的协同致癌作用对环境化学物、病毒等危险因子评估和肿瘤预防具有重要意义。 本文首先研究血清、Ⅰ阶段与Ⅱ阶段方案对Balb/c3T3细胞转化实验的影响,建立Balb/c3T3细胞转化实验方法。其次构建含HPV16 E6E7基因的重组质粒载体pcDNAE6E7,将其转染Balb/c3T3细胞,用G418进行筛选获得阳性克隆Balb-E6E7细胞,应用细胞转化实验研究MCA与TPA诱导的细胞转化,对化学物作用时间、血清浓度与培养基类型、细胞接种量及换液时间进行优化,建立Balb-E6E7细胞转化实验方法。然后使用Balb-E6E7细胞转化实验与Balb/c3T3细胞转化实验检测七种多环芳烃的致癌性及促癌性。结果发现在多环芳烃的诱导下,Balb/c3T3细胞和Balb-E6E7细胞均可发生形态转变,包括丧失接触抑制、排列紊乱、自由定向生长、向周围单层细胞侵袭生长等,可形成清晰的转化灶,Balb-E6E7细胞可形成更多的转化灶,转化灶个数可提高1-10倍,转化频率可提高1-15倍,实验时间可缩短1/4。Balb-E6E7细胞转化实验和Balb/c3T3细胞转化实验对七种多环芳烃致癌性和促癌性的检测结果一致,均符合IARC对其致癌性的分类标准。 利用本实验室己建立的过亚硝酸根/氯化四-(对氯苯基)铁卟啉(PN/p-CIFeTPPCl)模拟代谢系统,使用高效液相色谱技术对多环芳烃经模拟系统作用后的代谢产物进行分析,利用两种细胞转化实验检测七种多环芳烃及四种多环芳烃代谢物的致癌性和促癌性,检验转化细胞在软琼脂上形成克隆的能力和在SCID鼠体内的致瘤能力。结果表明多环芳烃经PN/p-ClFeTPPCl模拟系统作用后发生了代谢活化,其代谢物比母体表现出更强的致癌性与促癌性,且具有剂量-效应关系。Balb-E6E7细胞形成的转化灶个数是Balb/c3T3细胞的2-11倍,Balb-E6E7转化细胞与Balb/c3T3转化细胞在软琼脂上的克隆形成率分别为22.8±4.2%与7.3±2.0%,两种转化细胞在SCID鼠体内的成瘤率为100%,4周时接种Balb-E6E7转化细胞与Balb/c3T3转化细胞的小鼠肿瘤直径分别为1.8±0.4cm和1.3±0.3cm。 多环芳烃与HPV16 E6E7具有协同致癌作用,其协同作用可促使更多细胞发生转化,提高转化细胞在软琼脂上形成克隆及对SCID鼠的致瘤能力,增强转化细胞的恶性程度,大大加速细胞的癌变进程。建立了一种敏感、高效的Balb-E6E7细胞转化实验方法,该方法可形成更多转化灶并有效缩短实验时间,有助于环境化学致癌物的风险评估。过亚硝酸根/氯化四-(对氯苯基)铁卟啉模拟系统具有较强的代谢活化能力,四种多环芳烃经该模拟系统作用后生成的混合代谢产物比多环芳烃母体表现出更强的致癌性与促癌性,阐释了多环芳烃经代谢活化后可诱导细胞恶性转化甚至肿瘤形成的致癌机理。