空气污染是肺癌发生的主要原因之一。空气污染相关肺癌是世界性的健康问题，特别是发展中国家的健康难题。中国云南省宣威及富源地区的肺癌发病率远高于中国其它地区，这主要归因于该地区大量燃烧烟煤导致室内外空气污染，从而造成该地区居民长期暴露于高浓度苯并芘(Benzo(a)pyrene，BaP)污染的空气环境中。宣威和富源肺癌（以下简称宣威肺癌）是研究空气污染与肺癌发生关系的良好模型。本研究中，我们系统分析和比较了宣威肺癌组织、培养的宣威肺癌细胞、BaP处理的人支气管上皮细胞、BaP处理的小鼠组织中整体基因组及特异位点的甲基化变化，并筛选了一批启动子区域差异甲基化基因进行进一步研究。同时我们还研究了维生素C和维生素B6对BaP诱导的DNA甲基化的影响。　　首先，我们运用DNA甲基化芯片分析14例宣威肺癌及癌旁组织DNA甲基化情况，其结果显示:14例肺癌组织中共有56671个差异甲基化区域，包括34004个高甲基化区域和22667个低甲基化区域;并且这些差异甲基化区域在各个染色体均有分布。然后，我们筛选了17个基因的17个高甲基化区域(EN1，HOXD10，IRX4, MEOX2, NRN1, PRDM14, COL11A1,RELN, LRFN5, NID2, NLGN4X,SPON1, ADCY8, ADRB3, RYR3, GRM8 promoter和left side of YTHDF3promoter)，通过甲基化特异性PCR(MSP)的方法，在56例肺癌及对应癌旁组织中对其甲基化状态进行了检测，结果显示:这17个区域在肺癌组织中的高甲基化检出率明显高于癌旁组织，并且具有极显著差异(P＜0.01)，其DNA甲基化变化趋势与芯片分析结果一致。其中，几个肿瘤特异性高甲基化基因有可能成为肺癌的生物标记物。　　第二，我们运用甲基化芯片对肺癌细胞系及BaP处理的人永生化支气管上皮细胞进行甲基化分析，结果发现:BaP处理可以诱导DNA甲基化的改变，部分BaP诱导的DNA甲基化改变在肺癌细胞中亦存在。同时我们应用甲基化免疫沉淀测序(MeDIP-seq)对BaP处理的小鼠组织进行分析，结果同样显示BaP在体内也可诱导DNA甲基化的改变。综合比较分析发现，在宣威肺癌组织、宣威肺癌细胞系、BaP处理的支气管上皮细胞系中存在一批共同的启动子区域差异甲基化基因。然后，我们筛选两个启动子区域高甲基化基因（EN1和DKK2）和1个启动子区域低甲基化基因(LPAR2)，运用亚硫酸氢盐PCR测序(BSP)对其进行甲基化定量分析，结果显示:EN1和DKK2启动子在宣威肺癌组织、宣威肺癌细胞系、BaP处理的人永生化支气管上皮细胞中均呈现高甲基化状态，而LPAR2则呈现低甲基化状态。　　第三，我们运用ELISA试剂盒及荧光定量PCR方法分别对云南宣威肺癌组织、培养的宣威肺癌细胞及BaP处理的人永生化支气管上皮细胞的整体基因组甲基化和DNMT及TET mRNA表达进行分析，结果显示:BaP可以降低整体基因组甲基化水平，降低DNMT3 mRNA表达，和升高TET1的mRNA表达;这些改变在宣威肺癌组织及宣威肺癌细胞系中亦存在。　　第四，我们筛选了13个启动子区域高甲基化基因和2个启动子区域低甲基化基因，并运用荧光定量PCR方法对其进行mRNA表达分析，结果显示:有11启动子区域高甲基化基因在宣威肺癌组织、培养宣威肺癌细胞、BaP处理的人永生化支气管上皮细胞中mRNA表达呈现不同程度的下调，而在5-Azacytidine(5-Aza-CR)处理宣威肺癌细胞系中又恢复表达;低甲基化基因在BaP处理的人永生化支气管上皮细胞及宣威肺癌组织中则表达上调。随后，我们选择了两个启动子区域高甲基化而mRNA表达下调的基因(EN1和DKK2)，在宣威肺癌细胞系中进行过表达研究，结果发现过表达EN1和DKK2可以抑制细胞生长。　　第五，我们应用甲基化芯片对维生素C和B6干预后，BaP处理的人永生化支气管上皮细胞进行甲基化分析，结果发现:维生素C和B6可以恢复或弱化BaP诱导的一些甲基化改变。同时我们应用亚硫酸氢盐PCR测序(BSP)和荧光定量PCR方法，分别对EN1，DKK2和LPAR2在维生素C和B6干预后，BaP处理的人永生化支气管上皮细胞中DNA甲基化及mRNA表达进行定量分析，结果显示:维生素C和B6可以恢复或弱化BaP诱导的基因启动子甲基化及mRNA表达的改变。　　结论，BaP引起的全基因组及基因位点的甲基化改变可能是空气污染相关肺癌发生与发展的原因之一，而维生素C和B6可以通过中和或弱化环境致癌剂BaP引起的异常甲基化，从而减轻其致癌作用。