目的:苯是一种广泛使用的有机溶剂,同时也是危害严重的环境污染物。在职业活动过程中,苯主要经呼吸道吸收后引起职业人群的健康损害。长期慢性苯暴露主要损害造血系统,引起白细胞计数降低、全血细胞减少、再生障碍性贫血以及白血病。然而目前苯所致白血病的致病机制尚未完全阐述清楚,同时也缺乏相应的动物模型。本研究拟建立苯诱导急性髓细胞白血病的动物模型,并在此基础上寻找苯致白血病的关键基因和通路。方法:1.移植实验:将2月龄Mlll-Af9+/-小鼠的骨髓细胞经尾静脉移植到2月龄经同位素60Co照射后的B6.SJL小鼠体内,骨髓重建三周后通过流式检测移植是否成功。2.建立苯吸入染毒模型:将移植成功后的小鼠随机分为对照组(n=32)和染毒组(n=32)。染毒组染毒浓度设定为1000mg/m3,8h/d,5d/周,染毒柜中苯浓度通过气相色谱进行监测;对照组小鼠吸入洁净空气。实验的观察终点是小鼠爆发白血病。在染毒过程中,监测小鼠外周血血液学参数和肿瘤前体细胞(CD45.2+细胞)比例变化情况,每周一次。在染毒第1,3,5,7,9,13周分别处死染毒组和对照组小鼠各一只,比较两组肿瘤前体细胞自我更新能力的变化。同时还比较两组小鼠白血病发生的过程、生存曲线之间的差异,为寻找苯所致白血病的机制研究提供线索。3.转录组测序和生物信息学分析:提取染毒组和对照组白血病小鼠骨髓细胞总的RNA,进行建库和测序,通过生物信息学分析方法寻找苯引起的特征性信号通路。结果:1.苯暴露引起的血液毒性:对照组小鼠在实验开始阶段外周血白细胞计数、红细胞计数和血红蛋白含量无明显变化,在小鼠白血病爆发阶段,小鼠外周血白细胞计数逐渐升高,红细胞计数和血红蛋白含量降低,数周后死亡;染毒组小鼠从染毒第一周开始,白细胞计数、红细胞计数和血红蛋白含量明显降低,显著低于同期对照组(p<0.05),造血干祖细胞自我更新能力也出现明显的降低,在染毒后期,小鼠白血病爆发,表现为白细胞计数迅速升高,红细胞计数和血红蛋白含量呈进行性降低,最终小鼠死亡。2.苯暴露白对血病前体细胞的影响:小鼠骨髓重建完成后,染毒1-4周,苯暴露表现为抑制外周血中肿瘤前体细胞(CD45.2+细胞)的增长;而在染毒6-24周,染毒组小鼠外周血中CD45.2+细胞比例显著高于对照组(p<0.05),这提示苯暴露促进了肿瘤前体细胞的积累。3.病理学结果:骨髓涂片结果显示对照组和染毒组小鼠均发生急性髓细胞白血病,脾脏病理结果显示染毒组小鼠脾脏白血病细胞浸润更严重,提示染毒组小鼠白血病恶性程度更高。4.转录组测序:以未发病的白血病前期小鼠作为正常对照,分析染毒组和对照组小鼠白血病转录组特征,发现染毒组和对照组小鼠均表现出极其显著的急性髓细胞白血病转录组特征:急性髓细胞白血病、慢性髓细胞白血病、NF-kappaB、PI3K-Akt、肿瘤坏死因子、转录失调、癌症、分化阻滞和MAPK信号通路等信号通路均显著上调。染毒组与对照组相比,染毒组小鼠血液恶性肿瘤、造血干性和自我更新信号通路显著上调,信号通路分析结果显示染毒组自我更新相关上游调控因子被激活。结论:1.苯暴露改变了小鼠白血病的发病过程:苯暴露首先引起动物外周血白细胞计数降低,同时引起肿瘤前体细胞的积累,染毒后期白细胞计数迅速增加,小鼠迅速死亡,与对照组发病过程不同。因此,苯暴露在小鼠白血病发病过程中发挥了一定的作用,苯诱导急性髓细胞白血病的动物模型建立成功。2.苯暴露增加了小鼠白血病的恶性程度,其中自我更新信号通路被显著激活可能是苯诱导白血病的主要机制。