目的本研究将人群调查和体外细胞培养实验结合,通过miRNAs测序筛测和定量验证,结合功能分析,研究与六价铬诱发DNA损伤密切相关的miRNAs,从而为职业暴露人群提供敏感生物标志物,为六价铬毒性机制研究提供依据。方法在体外实验中,我们以5μM重铬酸钾(potassium dichromate,K2Cr2O7)染毒人B淋巴母细胞系24小时,洗去重铬酸钾后置细胞于新鲜培养基中继续培养7天,采用Muse流式细胞仪测定对照组、染毒24小时、去毒后3天及去毒后7天四个时间点的细胞周期、细胞凋亡以及DNA损伤,并选取四个时间点细胞提取总RNA后进行miRNA测序,选取26个差异miRNAs用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)技术进行验证。在人群研究中,以电镀厂六价铬暴露工人66例作为暴露组,以无六价铬暴露且年龄、性别等条件相近且近3个月内无接触有毒有害化学物质与电离辐射的普通人群66例作为对照组。采集两组人群抗凝外周血后,用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测血铬浓度,选取暴露组与对照组人群样本各3例,提取全血总RNA后进行miRNAs测序,根据体外实验结果及人群筛测结果选取差异较大的共10个miRNAs扩大人群样本进行验证,分析得到验证的miRNAs的表达水平与六价铬暴露水平、暴露时间等的相关性。最后,根据验证结果,选取3个miRNAs进行功能研究,先用重铬酸钾进行相同处理和培养,再采用相应miRNAs的模拟物或抑制剂分别处理,分析miRNAs对六价铬诱发的细胞周期和细胞凋亡的影响。结果六价铬染毒24小时可使细胞阻滞在G0/G1期,并且随着去毒后时间的进展阻滞减少。去毒后24小时和3天,细胞早期凋亡率,晚期凋亡率和总凋亡率均高于对照组(P<0.05)。其中早期凋亡率在去毒后3天最高,晚期凋亡率和总凋亡率在去毒后24小时达到最高。DNA损伤在六价铬处理后24小时达到最高,去毒后随着时间的进展,DNA损伤逐渐降低,在去毒后7天达到与对照组无差异。细胞系差异miRNAs筛测结果显示,染毒后24小时和去毒后7天均有48个miRNAs表达存在差异,去毒后3d表达存在差异的miRNAs最多,为154个。细胞验证实验中,在去毒后3天后,共有9个miRNAs在对照组与暴露组之间存在差异(P<0.05),分别为miR-101-3p,miR-142-3p,miR-146a-3p,miR-148a-3p,miR-181a-2-3p,miR-21-5p,miR-221-3p,miR-27a-5p,miR-424-3p。其中,miR-146a-3p,miR-148a-3p,miR-21-5p,miR-221-3p 和 miR-424-3p这5个miRNA的实验验证结果与筛测结果的变化趋势一致。暴露组与对照组的人群样本血铬浓度分别为13.78±16.45(ppb)、3.37±3.78(ppb),暴露组明显高于对照组(P<0.05)。人群筛测结果中,45个miRNAs的表达存在差异(P<0.05),其中暴露与对照相比表达上调的miRNAs为12个,表达下调的miRNAs为33个。人群miRNAs验证结果中,暴露组与对照组之间6个miRNA的表达存在差异,分别为miR-142-3p,miR-19a-3p,miR-19b-3p,miR-21-5p,miR-424-3p 和 miR-941。其中 miR-424-3p 人群验证结果与细胞验证结果表达趋势一致,miR-941的人群验证结果与人群筛测结果变化趋势一致。Spearnman 相关性分析显示 miR-142-3p,miR-148a-3p,miR-19a-3p,miR-19b-3p 的表达与血铬浓度(ppb)呈现负相关(P<0.05),miR-21-5p,miR-590-3p,miR-941的表达与血铬浓度呈现正相关(P<0.05)。miR-19a-3p与暴露工龄之间成正相关。对六价铬染毒24小时并且去毒的细胞中转染miR-146a-3p和miR-148a-3p的类似物以及miR-221-3p的抑制物,24小时以及3天后细胞周期和细胞凋亡与阴性对照之间均无差异。结论六价铬处理可致HMy2·CIR细胞DNA损伤明显升高,修复过程中细胞周期、细胞凋亡等DNA损伤反应发生动态变化。经筛测和验证miR-146a-3p等5个miRNAs的表达水平在去毒后3天明显异常,去毒后7天表达恢复正常。功能研究发现miR-146a-3p,miR-148a-3p和miR-221-3p对六价铬诱发的DNA损伤反应无明显影响。人群研究发现miR-142-3p,miR-19a-3p,miR-19b-3p和miR-941 与血铬水平显著相关,miR-19a-3p与工龄显著相关。