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我们研究发现，重金属污染物在肿瘤发生过程中起重要作用。一方面环境污染物可以导致机体发生基因突变，从而诱发恶性肿瘤，另一方面，已经发生基因突变的个体对环境污染物的刺激更加敏感，当两者联合作用的时候更容易发生肿瘤。在过去的研究中，我们观察了环境污染物As2O3联合SHP-2基因突变对细胞恶性转化，裸鼠成瘤的影响。在这部分实验中，我们用As2O3长期低剂量诱导SHP-2突变的小鼠胚胎成纤维细胞，发现细胞增殖，迁移，克隆形成能力均明显增强，同时裸鼠成瘤实验也验证了诱导后的小鼠胚胎成纤维细胞具有了体外成瘤能力。因此本课题继续研究了CdCl2处理对SHP-2突变的小鼠胚胎成纤维细胞恶性转化的影响。在这里，首先要简单介绍一下SHP-2(Src homology2-containing proteintyrosine phosphatase,SHP-2)。SHP-2是由PTPN11基因编码的一种非受体型酪氨酸磷酸酶。我们都知道，在机体的信号转导通路中，蛋白酪氨酸激酶和磷酸酶通过其对蛋白质的磷酸化和去磷酸化对多种信号通路发挥作用，其中就包括对肿瘤的发生发展的调节作用。那么，SHP-2作为一种普遍存在的蛋白酪氨酸磷酸酶，当然也在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。研究表明，SHP-2的突变体在努南综合征(Noonan syndrome,伴髓系异常增殖病)，青少年粒单细胞白血病(Juvenilemyelomonocytic leukemia, JMML)及多种白血病中均发挥作用，同时，多种实体瘤中SHP-2也发挥了重要作用。因此，课题的第一部分就是将SHP-2突变与重金属污染物镉结合在一起，试图探寻在已有突变的细胞中，环境污染物会对其产生怎样的影响。我们利用计算机模拟技术构建了D61G/D61Y突变的小鼠模型，并永生化小鼠胚胎成纤维细胞MEFs(SHP-2+/+)和MEFs(SHP-2D61G/+)，同时利用环境污染物氯化镉处理，观察在CdCl2诱导下，MEFs细胞是否发生恶性生物学行为的转化，SHP-2的突变体在这一恶性过程中发挥了怎样作用。于是我们以0.5μM CdCl2的剂量处理SHP-2+/+和SHP-2D61G/+MEFs细胞，构建稳定的诱导细胞模型后，检测细胞增值速度，克隆形成能力，非锚定生长能力及迁移黏附等能力的变化，结果发现MEFs细胞的各项生物学行为趋向恶性，增殖速度明显增快，迁移及黏附能力和非锚定生长能力均明显增强。接着，我们从各个方面试图探寻其可能相关机制，发现经过CdCl2慢性处理的细胞HIF-1α入核激活增多，同时用CdCl2急性处理MEF细胞时，P38的磷酸化水平也明显增高。更有趣的是，我们还发现多个microRNA表达水平的异常。我们先用0.5μmol/LAs2O3急性处理MEFs细胞48h，提取细胞中的总RNA，用miRNA芯片杂交技术，检测多种microRNA的表达水平变化，筛选出差异明显的再用RT-PCR进行验证。同样在CdCl2处理MEFs中，我们也检测了microRNA的表达水平，验证了相同的结果。因此，在这一实验中，SHP-2+/+和SHP-2D61G/+MEFs细胞在低剂量CdCl2诱导下，发生恶性转化，且SHP-2D61G/+MEFs细胞其恶性转化风险高于SHP-2+/+MEFs细胞，同时多种相关机制参与其中，包括microRNA。