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目的:砷是一种严重危害人类健康的环境毒物,人群暴露后的健康损伤存在个体差异,其原因尚不明确。肝脏是砷代谢的主要靶器官,砷代谢是决定砷毒性作用的一个重要因素,流行病学调查研究发现砷暴露是肝脏损伤发生的明确风险因素之一。近年来,DNA甲基化模式改变是砷毒性机制的一个研究热点。全基因组DNA甲基化反应的是整体染色体水平的甲基化状态,多种疾病的发生风险与其密切相关。前期研究发现C57BL/6J（B6）和129X1/SvJ（129）小鼠基础氧化还原水平相差大,可模拟两种人群,用于探索人群暴露于砷时易感性存在的个体差异。且砷暴露后发现B6较129小鼠发生明显的氧化损伤,说明两种小鼠对砷中毒易感性存在差别,其中氧化还原起一定作用,但不能否定其他原因的存在。本研究采用B6和129两种近交系小鼠,研究砷暴露对砷甲基化和全基因组DNA甲基化的影响及在两种鼠系间的差异,初步探索砷暴露易感性的个体差异原因。研究方法:1.急性砷暴露小鼠模型的建立:选择8-12周健康清洁级雄性野生型B6和129小鼠各18只,体重20-25 g,按体重随机分别分为3组,为对照组（生理盐水,24 h）,6 h亚砷酸钠（5 mg/kg）染毒组和24 h亚砷酸钠（5 mg/kg）染毒组,每组各6只,采用一次性灌胃方式进行染毒。2.肝脏损伤的检测:采用试剂盒法检测血浆中谷草转氨酶（Aspartate aminotransferase,AST）、谷丙转氨酶（Alanine transaminase,ALT）和肝脏中丙二醛（Malondialdehyde,MDA）水平。3.砷代谢的检测:采用氢化物发生-超低温捕集-原子吸收分光光度计检测肝脏和血液中砷及其代谢物水平。4.全基因组DNA甲基化的检测:采用5-mC DNA ELISA试剂盒检测检测肝脏中全基因组DNA甲基化水平。5.砷代谢相关酶表达水平的检测:砷代谢相关酶包括5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶（5,10-methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR）、甲硫氨酸合成酶（Methionine synthetase,MTR）和砷甲基转移酶[Arsenic(+3OxidationState)methyltransferase,CYT19]。采用实时荧光定量聚合酶链反应（Reverse Transcript Quantitative Polymerase Chain Reaction,RT-qPCR）检测肝脏中Mthfr、Mtr和Cyt19的mRNA水平;采用Western blot法检测肝脏中MTHFR、MTR和CYT19蛋白的表达水平。6.DNA甲基转移酶的表达水平的检测:DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase,DNMT）包括DNA甲基转移酶1（DNA methyltransferase 1,DNMT1）、DNA甲基转移酶3a（DNA methyltransferase 3a,DNMT3a）和DNA甲基转移酶3b（DNA methyltransferase3b,DNMT3b）。采用RT-qPCR法检测肝脏中Dnmt1、Dnmt3a和Dnmt3b的mRNA水平;采用Western blot法检测肝脏中DNMT1、DNMT3a和DNMT3b的蛋白表达水平。7.统计分析:本研究所有数据均使用GraphPad Prism 7.0软件进行分析。结果:1.急性砷暴露对小鼠肝脏损伤的影响:AST和ALT无明显变化,差异均无统计学意义（P>0.05）;然而,急性亚砷酸钠处理24 h后,B6小鼠肝脏中MDA含量相比对照组,显著升高,差异有统计学意义（P<0.05）,说明B6小鼠发生肝脏氧化损伤,但129小鼠与对照组比较无显著差异。2.急性砷暴露对小鼠砷代谢的影响:我们检测了肝脏中的砷代谢包括无机砷（Inorganic arsenic,iAs）、单甲基砷（Monomethylated arsenic,MMA）、二甲基砷（Dimethylated arsenic,DMA）和总砷（Total arsenic,TAs）。129小鼠肝脏中iAs和TAs水平在亚砷酸钠染毒后6 h后低于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）,在24 h时接近B6小鼠;且亚砷酸钠染毒后6 h和24 h,129小鼠肝脏中iAs%低于B6小鼠,而DMA%高于B6小鼠。这些数据表明,129小鼠砷甲基化能力强于B6小鼠。为了进一步验证这一观点,我们检测了血液中砷的浓度和分布。在这两种小鼠中,129小鼠显示亚砷酸钠染毒后6 h和24 h,血中MMA、DMA和TAs均高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;亚砷酸钠染毒后6 h和24 h,129小鼠血中iAs%低于B6小鼠,而MMA%高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）,DMA%也在24 h高于B6小鼠。这些数据也表明,129小鼠砷甲基化能力强于B6小鼠。我们又检测了肝脏中砷代谢相关酶的mRNA水平和蛋白表达水平。结果表明,在基础状态下,129小鼠肝脏中Mtr的mRNA水平高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;129小鼠亚砷酸钠染毒6 h后肝脏中Cyt19的mRNA水平高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;与对照组相比,129小鼠亚砷酸钠染毒6 h肝脏中Mtr的mRNA表达水平降低,差异有统计学意义（P<0.05）;129小鼠在基础状态肝脏中MTHFR和MTR的蛋白表达水平及亚砷酸钠染毒6 h后肝脏中MTHFR的蛋白表达水平均高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;与对照组相比,B6小鼠亚砷酸钠染毒24 h后肝脏中MTHFR和MTR的蛋白表达水平升高,差异有统计学意义（P<0.05）。综上,我们可以认为129小鼠砷甲基化能力强于B6小鼠。3.急性砷暴露对小鼠肝脏全基因组DNA甲基化的影响:在基础状态下,129小鼠肝脏中全基因组DNA甲基化水平高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;亚砷酸钠染毒24 h后,129小鼠肝脏中全基因组DNA甲基化水平低于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）。与对照组相比,129小鼠亚砷酸钠染毒6 h后肝脏中全基因组DNA甲基化水平降低,B6小鼠亚砷酸钠染毒24 h后肝脏中全基因组DNA甲基化水平升高,差异均有统计学意义（P<0.05）。4.急性砷暴露对小鼠肝脏DNA甲基转移酶的影响:在基础状态下,129小鼠肝脏中DNMT1、DNMT3a和DNMT3b的蛋白表达水平高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;129小鼠亚砷酸钠染毒24 h后肝脏中DNMT3b的蛋白表达水平高于B6小鼠,差异有统计学意义（P<0.05）;与对照组相比,129小鼠亚砷酸钠染毒6 h后肝脏中DNMT1和DNMT3a的蛋白表达水平均降低,差异有统计学意义（P<0.05）;与对照组相比,B6小鼠亚砷酸钠染毒6 h后肝脏中DNMT3b以及染毒24 h后DNMT1和DNMT3a的蛋白表达水平均升高,差异有统计学意义（P<0.05）。结论:1.急性亚砷酸钠染毒后,129小鼠的急性肝损伤轻于B6小鼠,原因是129小鼠砷甲基化能力强于B6小鼠。2.急性亚砷酸钠染毒后,B6和129小鼠DNA甲基转移酶和全基因组DNA甲基化水平存在差异。