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目的: 构建体外煤焦沥青烟提取物(Coal tar pitch extracts,CTPE)诱导人支气管上皮细胞(Immortalized human bronchial epithelial,BEAS-2B)恶性转化模型,探究恶性转化细胞的蛋白差异表达,为肺癌早期筛查的潜在生物标志物研究提供实验依据。 方法: 1.以CTPE作为染毒物诱导BEAS-2B细胞体外构建细胞恶性转化模型,根据前期研究结果,苯并(a)芘[benzo(a)pyrene,B(a)P]设为阳性对照组,染毒浓度为5μg/ml;二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)设为溶剂对照组,染毒浓度为1.5‰;CTPE设为实验组,染毒浓度为15.0μg/ml。通过细胞形态学观察、划痕实验、细胞增殖活力实验、平板克隆形成实验及细胞周期来判断细胞是否发生恶性转化。 2.采用全蛋白串联质谱标记(Tandem Mass Tags,TMT)定量蛋白质组学技术检测经B(a)P及CTPE诱导BEAS-2B恶性转化差异表达蛋白。 3.生物信息学方法筛选差异表达蛋白。 结果: 1.体外恶性转化细胞模型的建立 Cell Counting Kit-8(CCK-8)实验确定CTPE的半数抑制浓度(median inhibition concentration,IC50)约为150.4μg/ml,取10%的IC50(约15.0μg/ml)作为后续染毒浓度。CTPE、B(a)P组20代、30代及40代细胞与溶剂对照DMSO组细胞相比出现细胞边界不清,形态各异,胞腔内出现空泡,细胞膜肿胀变形,体积增大,轮廓模糊,细胞核出现畸变,核碎裂等特征。划痕实验检测细胞迁移能力,结果显示B(a)P、CTPE染毒细胞迁移距离均大于DMSO溶剂对照组细胞(均P<0.05)。CCK-8增殖活力实验检测细胞增殖能力,结果显示CTPE、B(a)P组30代及40代细胞吸光度值均大于DMSO组(均P<0.05);随着代数增加,细胞增殖活力增强(均P<0.05)。平板克隆形成实验结果显示,B(a)P、CTPE组细胞克隆形成数均高于DMSO组(均P<0.05);随代数增加,克隆形成率也增加(除CTPE20代,均P<0.05)。流式细胞技术检测细胞周期变化,B(a)P、CTPE染毒后20、30、40代细胞G1期细胞百分率明显低于相应的DMSO溶剂对照组(均P<0.05);B(a)P、CTPE染毒后20、30、40代处于S期细胞比例均高于DMSO组(均P<0.05);B(a)P30、CTPE30、B(a)P40、CTPE40组细胞G2期细胞百分率明显低于相应的DMSO溶剂对照组(均P<0.05);且B(a)P、CTPE染毒30、40代细胞与0代细胞相比,周期各时相百分率差异均有统计学意义(均P<0.05)。 2.恶性转化BEAS-2B细胞差异表达蛋白检测结果 以差异倍数(Fold change)大于1.2,P<0.05为标准进行差异蛋白质筛选,与DMSO40代相比,B(a)P40代中共测出392种差异表达蛋白,其中表达上调的有273种,下调的有119种;CTPE40代中有107种差异蛋白表达,有74种表达上调,33种表达下调;其中HCAR2蛋白表达上调1.331倍,可能促进细胞恶性转化。ARHGDIA蛋白表达下调0.832倍,可能促进细胞迁移和侵袭。 结论: CTPE可诱导BEAS-2B细胞发生恶性转化,随着染毒代数增加,细胞增殖能力增强,细胞周期改变,细胞恶性程度增加。蛋白表达谱发生改变,CTPE40代中有107种差异蛋白表达,有74种表达上调,33种表达下调;其中HCAR2蛋白表达上调1.331倍,可能促进细胞恶性转化。ARHGDIA蛋白表达下调0.832倍,可能促进细胞迁移和侵袭。