硫丹是一种应用广泛的有机氯农药,在2011年被斯德哥尔摩公约列为持久性有机污染物,在环境介质中广泛存在,具有高毒性、持久性、生物富集性、可长距离传输的特点,因此,其对人类健康的远期危害不能被忽视。前期研究发现硫丹具有血管内皮细胞毒性,能够引起血管内皮细胞周期阻滞、凋亡和炎症反应,导致血管内皮细胞功能失调,考虑可能与人类疾病关系密切。为了揭示硫丹暴露引起血管内皮细胞功能失调的分子机制及与人类疾病的关系,本课题探讨了硫丹对血管内皮细胞基因表达谱的影响并进行了人类疾病预测分析。本研究采用DNA microarray分析了硫丹暴露(20,40,60μM)对HUVEC-C细胞的基因表达谱的影响,利用GO分析和KEGG Pathway探讨了硫丹暴露引起的HUVEC-C细胞表型变化与基因表达变化间的关联,进一步联合NextBio和Metacore数据库预测了与硫丹暴露最相关的人类疾病、心血管疾病和癌症;筛选了促进前列腺癌发展的关键基因,最后验证了硫丹促进前列腺癌发展的作用及其关键基因的功能。结果表明,硫丹能够引起差异表达的基因数量增加,具有剂量依赖性关系。硫丹引起多种生物学过程和信号通路发生变化与硫丹引起血管内皮细胞损伤的表型变化一致。低剂量硫丹(20μM)暴露引起下调的基因主要涉及细胞骨架调节,较高剂量(40μM和60μM)硫丹暴露引起下调的基因涉及细胞周期和凋亡而上调的基因涉及炎症反应和癌的转录失调信号通路。硫丹暴露与人类的消化系统疾病、代谢疾病、心血管疾病和癌症相关。其中最相关的癌症是肝癌、前列腺癌和白血病。硫丹促进前列腺癌发展的关键基因是PTP4A3,可能通过提高PTP4A3的mRNA表达水平而促进前列腺癌的迁移能力。这项研究将为揭示硫丹暴露引起人类疾病的分子机制提供新的依据。