[目的]在前期研究的基础上,为探讨云南省宣威地区C1烟煤燃烧释放细颗粒物及有害物与宣威肺癌发病之间的相关性,构建雌性F344大鼠肺损伤模型。并通过基因转录组测序筛选出实验过程中与F344大鼠肺部损伤相关的基因,为研究宣威地区C1烟煤燃烧释放细颗粒物及有害物导致宣威肺癌发病的机制奠定基础。[方法]1.建立雌性F344大鼠肺损伤模型:选取2周龄的雌性F344大鼠作为云南省宣威地区C1烟煤燃烧诱导的实验对象,将实验大鼠分为实验组和对照组,使用自制的模拟宣威地区室内“开放式火塘”的实验装置对实验组F344大鼠进行C1烟煤燃烧产物暴露,每周吸入C1烟煤燃烧产物20小时,暴露总时间为24周,对照组仅吸入新鲜空气。2.制作病理切片:分别在4周、8周、12周、16周、24周每四周随机挑选6只实验组大鼠及2只对照组大鼠,麻醉后解剖大鼠,留取肺、气管、胸腺、心脏、肝脏、脾脏进行石蜡包埋后切片进行HE染色。3.转录组测序:分别在4周、8周、12周、16周、24周每四周随机挑选3只实验组大鼠及1只对照组大鼠肺组织进行转录组测序。4.测定血清细胞因子:用酶联免疫试剂盒行ELISA实验测定大鼠IFN-γ、IL-2、IL-10、IL-17。[结果]1.云南省宣威地区C1烟煤燃烧产物诱导雌性F344大鼠变化情况1.1大鼠一般情况实验进行过程中大鼠均未出现致死情况,随着实验进行烟煤暴露时间延长实验组F344大鼠的活动量、精神状态、进食量及体重均较对照组大鼠增长缓慢,饮水量对照不明显,体毛较对照组相比明显变黄、暗淡、无光泽。1.2云南省宣威地区C1烟煤燃烧产物诱导雌性F344大鼠大体组织情况实验组F344大鼠4周时肺部大体组织标本上未见明显肺结节,但与对照组相比肺组织较暗沉,呈现暗红色;8周、12周、16周、24周时可见60%实验组大鼠肺部大体组织标本有黑色斑块及大量小结节,实验组大鼠肺组织均较对照组暗沉,呈现暗红色;24周时实验组其中一只大鼠肺组织可触及一较大肿块。其余组织器官(气管、心脏、胸腺、肝脏、脾脏)均未见异常。1.3云南省宣威地区C1烟煤燃烧产物诱导雌性F344大鼠镜下组织情况实验组F344大鼠4周时镜下可见支气管及细支气管管壁稍增厚,但管壁形态结构仍然相对完整,支气管管壁周围可见淋巴细胞、巨噬细胞等炎性细胞浸润,肺泡腔稍有扩大,有融合的趋势;8周、12周、20周、24周时实验组大鼠肺组织镜下可见大量碳膜沉着、支气管管壁增厚、粘膜受损,粘膜上皮纤毛倒伏及脱落,管壁周围聚集大量淋巴细胞及巨噬细胞,肺泡壁变薄,部分肺泡壁可见断裂融合成肺大泡,肺泡壁周围可见部分炎性细胞浸润;在近胸膜处可见部分碳膜沉着以及部分异型细胞聚集;24周时实验组有一只大鼠镜下可见炎性假瘤。2.云南省宣威C1烟煤燃烧产物诱导F344大鼠基因转录组测序结果分析2.1 F344大鼠基因转录组测序数据质量评估通过RNA-seq技术成功构建了 24只F344大鼠的基因转录组,过滤后的Reads质量统计均合格;大鼠的基因样本GC含量分布均未检测出AT、GC分离现象,整个测序过程稳定;Reasds覆盖度峰值均在90-100。2.2 F344大鼠基因转录组测序基因信息分析基于各样本转录组基因表达量,对实验组及对照组样本进行比较,通过分析发现各对样本间均存在不同程度的上调及下调的差异基因,对各时间段样本间显著差异表达基因进行重叠分析,相对处理时间较长组筛选出6个下调的基因包括:Ahrr、Armcx1、Nr1d1、Stk32b、Cd52、Nat8f4;相对处理时间较短组有 3 个共同差异表达基因,2个基因上调的基因包括:Wfdc21、My17;1个下调基因:Ahrr。对实验组及对照组大鼠间显著差异表达基因进行GO、KEGG分析发现各样本间均不同程度的存在显著性富集GO term和KEGG pathway,其主要包括免疫应答、炎症反应、细胞凋亡、信号转导等。3.云南省宣威C1烟煤燃烧产物诱导F344大鼠血清中细胞因子变化情况4 周、8 周、16 周、20 周、24 周 F344 大鼠血清中 INF-γ、IL-2、IL-10、IL-17实验组浓度总体高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),12周时F344大鼠血清中INF-γ、IL-2、IL-10、IL-17实验组浓度高于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]1.云南省宣威地区C1烟煤燃烧释放的产物导致雌性F344大鼠肺部组织、细胞结构发生改变,出现异型性,推测肺癌发病原因可能与室内烟煤暴露有关。2.应用RNA-seq技术成功筛选出与肺癌相关基因差异基因Ahrr、Armcx1、Nr1d1,与免疫系统相关差异基因CD52、Wfdc21,推测云南宣威地区C1烟煤燃烧产物对大鼠肺部产生的损伤,可能与大鼠免疫调节及促癌抑癌基因表达失调相关。3.对差异基因进行GO、KEGG分析及对大鼠血清细胞因子分析发现长期吸入C1烟煤燃烧释放的产物导致大鼠肺部异型性变可能与大鼠免疫调节失衡相关。