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DNA错配修复(MMR, DNA mismatch repair)对保持基因组的稳定有着重要的作用。失去MMR功能将会导致基因组范围内的突变和对某些特异种类的癌症综合症的易感性,包括遗传性非息肉结肠癌。一般被人们所接受的是：MMR系统通过改正在DNA复制过程中产生的错配,阻止同源重组,和介导由DNA损伤诱导的细胞凋亡来确保基因组的稳定。DNA错配修复系统主要有起始,切除和合成三个步骤。在人类的DNA错配修复系统中,有许多重要蛋白如MutSα(由MSH2和MSH6组成),MutSβ(由MSH2和MSH3组成),MutLα(由PMS2和MLH1组成),ExoI,RPA,PCNA和Polymerases等在不同的步骤或多个步骤中扮演着十分重要的角色。其中,PCNA在DNA错配修复的起始阶段和合成阶段都有非常重要的作用(1-3)。PCNA在起始阶段主要与MutSα和MutLα结合。并且在修复3’底物过程中,PCNA对于DNA错配修复的切除阶段是必须的；在修复5’底物过程中,DNA错配修复的切除反应有依赖和不依赖PCNA两种情况(4)。而MutLα主要作用于起始过程中。对于3’底物,MutLα需要在起始阶段在错配的5’产生缺刻供ExoI在切除阶段切除错配的核苷酸。一旦PCNA在起始阶段的功能被抑制,那么对于3’底物,MutLα在错配的5’产生缺刻的功能也会减弱,所以DNA错配切除反应会受到很大影响。而且MutLα在切除阶段可以提供终止切除的信号(5)。烟草提取物,砷和丙烯醛作为诱变剂,并且广泛存在于环境中,每天在危害无数人的生命健康。而DNA错配修复系统是生物体内一个重要的保护机制。烟草提取物,砷和丙烯醛是否通过影响DNA错配修复系统引起癌症的发生和发展还不清楚。本论文用烟草提取物,砷和丙烯醛处理HeLa细胞或HeLa核抽提物来研究这三种物质在体内和体外对DNA错配修复系统的影响,探索它们影响DNA错配修复系统的机制。其中砷通过引起EGFR的磷酸化,增加PCNA磷酸化从而抑制PCNA在起始反应中的作用,并且延迟PCNA在合成中的作用导致细胞DNA错配修复失活；烟草提取物也是通过抑制PCNA在起始和合成中的功能而抑制DNA错配修复。并且相对低剂量的砷和烟草提取物会协同作用于PCNA影响DNA错配修复；丙烯醛作为烟草提取物中的主要成分之一,在离体和活体会与MutLα交联,修饰MutLα的组分MLHl从而影响DNA错配修复。由于到目前为止,我们对于烟草提取物,砷和丙烯醛导致肺癌及其他癌症的机理并不清楚,本文将这些物质的致癌性与细胞中保持基因组完整性的重要体系--DNA错配修复系统联系在一起,探讨烟草提取物,砷和丙烯醛的致病机理,这项研究将为人类了解癌症致病机理提供一些信息,也为人类寻找治理癌症的药物靶标提供一些思考方向。