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目的:矽肺是由于在生产过程中长期接触游离二氧化硅含量较高的粉尘所引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病,目前尚无矽肺特效治疗药物,以病因预防为主,因此探究矽肺的致病机制尤为重要。本研究通过接尘工人粉尘暴露水平,观察矽肺患者外周血PTEN基因启动子区甲基化水平的改变;利用细胞实验探究PTEN在矽尘致肺纤维化及相关信号转导通路中的作用,进一步完善矽肺纤维化的致病机理,为矽肺的早期诊断和治疗提供新的思路与依据。方法:根据我国矽尘的主要暴露行业及矽肺患者职业史资料,选取某大型有色金属企业,采用定点采样方式对主要接尘岗位的总粉尘及呼吸性粉尘浓度进行检测,同时对该企业工作场所的粉尘游离二氧化硅含量进行测定;按照矽肺患者及正常人群的纳入标准,合理选择病例组及对照组人群,收集两组人群的外周血样本,提取并检测DNA浓度,进一步采用亚硫酸氢盐测序PCR方法对两组样本PTEN基因启动子区特定片段的甲基化状态进行检测。细胞实验选用纯度高、粒径均一的Si02粉尘探究矽肺纤维化的致病机理,利用CCK8实验确定Si02粉尘刺激HELF细胞的作用剂量;利用倒置显微镜观察Si02对细胞形态的影响及随粉尘刺激时间的变化趋势;利用Western blot实验观察Si02对PTEN、p-PTEN、FAK、p-FAK、TGF-β和α-SMA蛋白含量的影响及随粉尘刺激时间的变化趋势;利用化学抑制剂抑制PTEN后,观察FAK、p-FAK及α-SMA蛋白含量的改变。结果:该企业现场采样过程中,共检测34处工作岗位的空气总粉尘短时间接触浓度,其中18处岗位的粉尘浓度高于2mg/m3;共检测32处工作岗位的呼吸性粉尘短时间接触浓度,其中13处岗位的粉尘浓度高于1.4mg/m3;各工作岗位粉尘中游离二氧化硅含量在9.7～13.2%之间。在人群血液样本甲基化检测中,病例组血液样本共检测了50份,对照组血液样本共检测了35份。病例组PTEN基因启动子区甲基化状态的平均值为0.059,对照组PTEN基因启动子区甲基化状态的平均值为0.067,病例组与对照组相比甲基化水平降低0.008,差异有统计学意义(p<0.05),差异甲基化比例为0.130。细胞实验中CCK8检测结果显示采用浓度为50μg/cm2的SiO2粉尘刺激HELF细胞后,细胞活力与未刺激组相比显著增加,差异有统计学意义(p<0.05)。显微镜观察结果显示采用浓度为50μg/cm2的SiO2粉尘刺激HELF细胞2～4h时,部分细胞出现形态变圆的现象;延长刺激时间至8～12h,形态呈圆形的细胞数量增多;继续延长时间至24h,可观察到形态舒展、类似传代后刚贴壁的长梭形细胞。Western blot结果显示,当采用浓度为50μg/cm2的Si02粉尘刺激HELF细胞,随着刺激时间的增加,PTEN和p-PTEN的蛋白含量总体呈现下降趋势,刺激时间为24h时,PTEN和p-PTEN的蛋白含量均显示低于未刺激组。同时,促纤维化因子TGF-β蛋白含量上升,酪氨酸激酶FAK和p-FAK及肌成纤维细胞的标志蛋白α-SMA的蛋白含量也显示增加。抑制剂结果显示其浓度为10μM时对细胞形态影响较小,此作用剂量下FAK的蛋白含量与未加抑制剂相比含量增加,同时p-FAK和α-SMA的蛋白含量也显示增加,但同时加入Si02粉尘及PTEN抑制剂后,FAK、p-FAK和α-SMA的蛋白含量与单独加入Si02相比尚未观察到明显增加的现象。结论:(1)该企业工作场所暴露矽尘的部分岗位总尘和呼吸性粉尘浓度较高,提示采取相关降尘及防护措施提升作业人员职业健康水平是很必要的,探索矽肺纤维化的致病机制为相关的诊疗手段提供实验依据也是非常有意义的。(2)矽肺患者与正常人群相比,PTEN基因启动子区呈现低甲基化改变且差异有统计学意义,即矽尘可引起矽肺患者外周血中PTEN基因甲基化水平的改变。(3)Si02粉尘刺激HELF细胞,可引起细胞活力增加,同时伴随细胞形态的变化;SiO2刺激HELF细胞24h时,PTEN、p-PTEN蛋白含量显著降低,提示其可抑制细胞恶性增殖并促进凋亡的能力失调,细胞周期可能发生紊乱,酪氨酸激酶FAK、p-FAK的蛋白含量也发生改变;同时促纤维化因子TGF-β及肌成纤维细胞标志蛋白α-SMA蛋白含量的增加也提示HELF细胞可能已出现纤维化的表现。(4)PTEN抑制后可引起FAK、p-FAK及α-SMA等蛋白含量的增加,但同时加入Si02粉尘及抑制剂后,其蛋白含量与单独加入Si02相比尚未观察到明显增加的表现,提示二者同时加入可能激活HELF细胞内其他负反馈通路,进而影响FAK、p-FAK和α-SMA的蛋白表达,因而有理由推测在Si02致HELF细胞纤维化进程中,可能有除PTEN外的其他的信号分子对FAK及α-SMA具有较强的调控作用。