【背景】肿瘤是全球范围内严重威胁人类健康的重大疾病之一,近年来不仅发病率和死亡率逐年上升,而且呈现一种早发的趋势。众所周知,肿瘤的发生是一个复杂的多因素过程,受环境与基因因素的共同作用。一方面,长期接触环境污染物可能导致基因突变从而引发肿瘤,另一方面,已经发生了基因突变的个体在受到环境污染物的刺激后更易导致肿瘤的发生。我们实验室长期致力于SHP-2基因突变与环境污染物共同作用下肿瘤发生发展的机制研究。SHP-2（Src homology 2-containing protein tyrosine phosphatase,SHP-2）是广泛存在于哺乳动物多种组织细胞中的由PTPN11基因编码的非受体型酪氨酸磷酸酶,与肿瘤的增殖、侵袭、转移等过程密切相关。在努南综合征、多种血液病及多种实体瘤中发现了SHP-2突变体的存在,并且其突变体在肿瘤的发生发展中起着非常重要的作用。在目前的研究中,SHP-2最常见的突变体是D61G/D61Y,也是本课题研究的一种激活突变体。实验室前期研究发现,重金属污染物可协同激活突变SHP-2促进小鼠胚胎成纤维细胞（mouse embryonic fibroblast,MEF）恶性转化,同时还可增加MEF细胞的裸鼠体内成瘤能力,在此过程中激活突变SHP-2起正调控作用。纳米氧化锌（znic oxid nanoparticles,ZnO NPs）是一种生活中广泛应用的纳米金属氧化物。正是由于它广泛应用,致使其在环境中释放量逐年升高。有研究发现,随着时间的推移,纳米氧化锌会受到环境中各种因素的影响发生理化性质的改变,由原始态转变为老化态,且老化态的纳米氧化锌具有更强的遗传毒性和更低的细胞毒性。所以我们猜想这种具有特殊理化性质的老化的纳米氧化锌能否协同激活突变SHP-2促进MEF细胞的恶性转化呢?根据假设,在本课题中我们选择原始态与老化态纳米氧化锌来处理MEF(SHP-2^+/+)和MEF(SHP-2^D61G/+)细胞（下文中分别简称为WT和D⁺）,观察纳米氧化锌能否协同激活突变SHP-2促进MEF细胞恶性转化及裸鼠成瘤,并研究老化态的纳米氧化锌是否对此过程具有更强的促进作用,在这过程中SHP-2突变又起着怎样的作用。【方法】1.用0.75μg/ml与1.5μg/ml原始态和老化态ZnO NPs长期处理WT和D⁺细胞,得到处理不同时间的诱导细胞模型。2.通过平板克隆实验检测诱导前后细胞的增殖能力,用软琼脂集落形成实验检测其非锚定生长能力,用Transwell实验检测其侵袭及迁移能力,通过裸鼠成瘤实验检测其体内成瘤能力。3.使用流式细胞仪检测ZnO NPs处理前后细胞内的ROS水平的变化。4.使用电感耦合等离子体质谱（Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS）实验检测诱导前后细胞锌元素水平的变化。5.用10μg/ml ZnO NPs急性处理WT和D⁺细胞,Western blotting检测γ-H2AX、p-erk、erk的表达情况。6.用ERK抑制剂U0126处理WT和D⁺细胞,Western blotting检测p-erk的表达是否得到抑制,再检测p-erk抑制后由ZnO NPs导致的细胞恶性转化行为是否得到抑制。【结果】1.成功取得了用原始态和老化态ZnO NPs诱导的细胞模型。2.实验结果显示诱导后细胞生物学行为如增殖能力、非锚定生长能力、侵袭及迁移能力和细胞的裸鼠体内成瘤的能力均明显高于对照组细胞,且老化态纳米氧化锌具有更强的效果,SHP-2激活突变在此过程中起正调控作用。3.流式细胞术实验结果显示ZnO NPs处理后细胞内的ROS水平均明显升高。4.ICP-MS实验发现诱导时间越长细胞锌元素水平越高,且使用老化态纳米氧化锌处理的细胞锌元素水平更高。5.ZnO NPs急性处理后,γ-H2AX、p-erk的活化水平均明显升高。6.U0126处理显著抑制p-erk的表达,且由ZnO NPs导致的细胞恶性转化行为得到明显的抑制。【结论】1低剂量ZnO NPs长期处理可以促进MEF细胞恶性转化及裸鼠成瘤,且老化态的纳米氧化锌比原始态的纳米氧化锌作用更强,SHP-2激活突变在这过程中起协同促进作用。2 ZnO NPs与SHP-2激活突变促进MEF细胞恶性转化的过程中有ROS的产生且与ERK信号通路的激活有关。