目的探讨黑碳对肺上皮正常及肿瘤细胞增殖的影响,深入揭示黑碳通过DNA甲基化改变促进肺上皮细胞恶性增殖的分子机制,为有效评价大气细颗粒物毒性组分的健康风险和毒性机制提供科学依据。材料和方法通过透射电子显微镜技术、原子力显微镜技术、Zeta电势等对不同黑碳材料进行表征;黑碳暴露小鼠后,应用HE染色和免疫组化技术来对小鼠肺组织进行组织学分析,检测小鼠肺组织5 mc和5hmc的水平,并通过Dot blot检测小鼠肺组织中DNA水平;通过Western Blot检测DNMT1、DNMT3A和TET1、TET2的蛋白水平。利用MT获悉更多T和BrdU筛选不同黑碳对肺癌细胞系A549和肺正常上皮细胞系BEAS-2B的促增殖浓度;使用划痕实验和Transwell实验来评估黑碳对细胞迁移和侵袭能力的影响;采用流式细胞仪来检测黑碳对细胞周期的作用;通过Dot blot和Western Blot检测细胞5 mc、5 hmc、DNA甲基点击此处化转移酶和DNA去甲基化酶的表达。进一步对小鼠组织和细胞DNA样本进行全基因组甲基化测序(MeDIPseq)和RNA-seq检测,获得差异表达基因,应用non-alcoholic steatohepatitis生物信息学手段进行关联分析,并通过基因功能分析、通路分析、聚类分析等筛选出与细胞恶性增殖相关的差异甲基化并差异表达的基因并进行验证。结果大部分黑碳具有良好的分散性和生物兼容性。黑碳体内暴露后引起了小鼠肺组织损伤、充血,并且Printex U和SA4B两种黑碳增强了小鼠肺组织DNA甲基化水平,在低浓度暴露下促进了A549细胞和BEAS细胞的增殖和周期,增强了氧化应激水平,并且Printex U还促进了A549细胞的迁移和侵袭。Printex U和SA4B在促增殖浓度暴露下增强了A549细胞和BEAS细胞的DNA甲基化水平,改变了DNMT酶和TET酶的蛋白表达水平。机制方面,黑碳暴露引起了细胞转运和分解代谢相关基因的差异甲基化改变。结论 Printex U和SA4B这两种黑碳颗粒通过DNA甲基化促进了正常肺上皮细胞BEAS-2B和肺癌细胞A549增殖和周期,并增强了A549细胞的侵袭和迁移,并且引起了细胞运输和分解代谢相关通路基因的差异甲基化改变,深入的机制探索为有效评价大气细颗粒物毒性组分的健康风险和毒性机制提供科学依据。