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目的:砷广泛存在于环境中,可以通过呼吸道、消化道和皮肤吸收进入人体,并可导致皮肤癌、肝癌、肾癌、膀胱癌、肺癌等癌症的发生。上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)是指上皮细胞向间质细胞转化,在肿瘤发展进程中扮演着重要的角色。正常上皮细胞发生EMT后,伴随着上皮细胞标志蛋白E-Cadherin表达下调和间质细胞标志蛋白Vimentin表达上调的同时,已转化的细胞获得了肿瘤细胞的特性---增强的增殖、侵袭和迁移能力。MEK/ERK1/2信号通路和PI3K/Akt信号通路均参与肿瘤的发生和发展过程。本文旨在研究MEK/ERK1/2信号通路和PI3K/Akt信号通路在亚砷酸钠慢性刺激诱导人肺支气管上皮细胞(BEAS-2B)发生EMT过程中的作用。方法:1、BEAS-2B细胞的处理采用0.25μM的亚砷酸钠持续作用BEAS-2B细胞45天,即为慢性砷暴露;用2.5μM的亚砷酸钠作用细胞48h即为急性砷暴露;对照组即为未经亚砷酸钠作用的正常BEAS-2B细胞。2、软琼脂克隆形成实验亚砷酸钠持续作用BEAS-2B 45天后,进行软琼脂克隆形成实验,经培养14天后经肉眼和显微镜观察细胞克隆的数量和形态,并挑取克隆进行培养,即为转化细胞。3、上皮间质转化(EMT)相关标志物检测通过Western Blot和细胞免疫荧光法检测上皮细胞标志蛋白E-Cadherin和间质细胞标志蛋白Vimentin表达水平。4、MEK/ERK1/2信号通路和PI3K/Akt信号通路相关信号分子蛋白表达水平检测通过Western Blot检测信号分子MEK、ERK1/2、p-ERK1/2、Akt、p-Akt的表达水平,以及加入MEK抑制剂U0126和PI3K抑制剂Wortmanin后信号分子的表达水平和EMT相关标志物表达水平。5、细胞划痕实验检测细胞的迁移能力检测慢性砷诱导细胞和转化细胞的迁移能力,并检测加MEK抑制剂U0126后细胞迁移能力的改变。6、CCK-8法检测细胞的增殖能力检测慢性砷诱导细胞和转化细胞的增殖能力,并检测加MEK抑制剂U0126和PI3K抑制剂Wortmanin后细胞增殖能力的改变。结果:1、亚砷酸钠慢性作用BEAS-2B 45天后,细胞克隆形成率(19.27±1.99%)较对照组(3.10±0.35%)明显增高(P<0.01);且镜下观察见慢性砷组细胞克隆体积明显大于正常组;2、慢性砷处理组所挑取的细胞克隆经培养后可发现细胞形态由原来的多边形转变为长梭形;3、BEAS-2B发生EMT后,上皮细胞标志蛋白E-Cadherin表达水平(0.39±0.04)较正常BEAS-2B细胞(0.66±0.03)明显下降,间质细胞标志蛋白Vimentin表达水平(0.67±0.05)较正常BEAS-2B细胞(0.43±0.02)明显上升(P<0.01);4、在总ERK1/2和总Akt表达水平相一致的情况下,慢性砷处理BEAS-2B细胞和转化BEAS-2B细胞的p-ERK1/2表达水平(分别为1.05±0.07、1.24±0.14)明显高于正常BEAS-2B细胞(0.74±0.05)(P<0.05),但p-Akt表达水平无明显差异(P>0.05);5、加入MEK抑制剂U0126后,p-ERK1/2表达水平明显降低(P<0.05);且检测EMT相关标志物发现转化细胞E-Cadherin表达升高(0.30±0.10),Vimentin表达下调(0.86±0.04),P<0.05;6、慢性砷处理BEAS-2B细胞和转化BEAS-2B细胞12h和24h迁移距离(分别为18.05±1.95、30.54±2.15和26.36±0.82、44.04±3.3)明显高于正常BEAS-2B细胞(7.44±1.03和19.20±1.17)(P<0.01);加入MEK抑制剂U0126后,二者的迁移距离均减少;7、转化BEAS-2B细胞增殖能力加强(P<0.001);加入MEK抑制剂U0126后,转化BEAS-2B细胞增殖能力减弱;加入PI3K抑制剂Wortmanin后,转化BEAS-2B细胞增殖能力无明显变化。结论:慢性亚砷酸钠暴露BEAS-2B细胞通过MEK/ERK1/2信号通路诱导EMT,并伴随细胞迁移和增殖能力的增强,而PI3K/AKT信号通路未参与这一过程。