背景:无机砷是一种自然界中广泛存在的毒物,职业性砷中毒是一种慢性砷中毒途径,从事采矿、冶炼、焙烧矿石、农药制备等行业的工人会长期通过呼吸道或皮肤接触砷,从而危害健康。近年来研究发现,转录激活因子3（Activating transcription factor3,ATF3）基因表达异常与肿瘤的发生发展相关,ATF3在不同癌症中的作用有明显差异,是一个既有促癌作用又有抑癌作用基因。目的:本文的目的在于探究ATF3在As³⁺导致的人支气管上皮细胞的损伤中的作用,并阐明其潜在机制,探究ATF3基因在肺癌的形成过程中可能存在的作用,为肺癌的发生发展提供潜在的治疗靶点。方法:首先利用细胞增殖毒性实验和流式细胞仪检测As³⁺对人支气管上皮细胞的损伤情况,再利用蛋白免疫印迹和实时荧光定量PCR检测As³⁺刺激下的人支气管上皮细胞中ATF3的蛋白以及m RNA的表达量,利用双荧光酶素报告基因实验检测As³⁺对ATF3启动子活性的影响。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建ATF3敲除的人支气管上皮细胞以便探究ATF3在As³⁺致人支气管上皮细胞损伤中的作用和机制,利用蛋白免疫印迹和实时荧光定量PCR分别在野生型和ATF3^-/-的人支气管上皮细胞中检测ATF3可能的上下游基因和信号通路的表达,其中包括p38、JNK、DR5、BCL-X_L,还利用了染色质免疫沉淀技术检测ATF3与DR5和BCL-X_L的特异性结合位点,最后使用了蛋白免疫印迹反应检测了使细胞发生程序性凋亡的关键蛋白酶caspase家族。结果:我们发现了As³⁺能够在人支气管上皮细胞中通过p38和JNK信号通路上调ATF3的表达,并且ATF3能够通过内源性和外源性的两条途径诱导细胞的凋亡,其中外源性途径为ATF3能够上调DR5的表达引起caspase 8的激活而内源性的途径为ATF3抑制抑凋亡基因BCL-X_L的表达,激活caspase 9。活化的caspase 8和caspase 9最终共同激活凋亡执行者caspase 3,导致细胞的凋亡。这一结果说明ATF3能够通过两种途径使As³⁺导致的受损的人支气管上皮细胞发生凋亡,在肺癌的发生过程中起到抑制的效果。