尼古丁(nicotine)又名烟碱，存在于烟草类植物中。尼古丁是致香烟成瘾的物质。广泛存在于各种烟草制品中，也被用于戒烟药物和农药。由于烟草的流行和吸烟人口的广泛存在，尼古丁通过吸烟以及被动吸烟广泛与人体接触，通过皮肤、口腔和鼻粘膜或肺而被吸入并迅速遍布全身。尼古丁对人体的作用非常复杂，除了产生依赖和成瘾性外，还是剧毒的神经毒物，影响精子发育和活性，影响胎儿的发育和智商。近期发现尼古丁可能促进肿瘤的发生和发展。 基因芯片是近10年来兴起的新技术，由于基因芯片技术具有高通量、平行化、自动化、敏感等特点。特别是随着2002年人类全基因组测序完成而诞生和发展的人类全基因组芯片，可以一次性检测人类全部超过3万个基因或EST的表达情况，已成为基因组学研究的重要工具，应用于肿瘤研究、药物筛选、毒理组学等各个领域。 本课题选择人外周血单核细胞(human peripheral blood mononuclear cells，PBMC)作为对象研究了尼古丁的细胞毒作用，利用美国西北大学研制的人全基因组寡核苷酸芯片(35,000个点阵)，研究10<-4>Mol/L尼古丁标准品处理8h后人外周血淋巴细胞表达谱的变化。处理组与对照组细胞的mRNA经提取、逆转录、标记和与芯片杂交，杂交后的芯片扫描经数据采集筛选了与尼古丁毒性和致癌性相关的表达差异基因，并利用ABI Panther在线工具以及NCBI数据库进行生物信息学分析和数据挖掘。 在基因芯片实验中筛选到显著上调基因1150个，显著下调基因356个。这些基因主要与信号转导、神经元活化、脂类代谢、程序性细胞调亡、细胞粘附、内稳态、核酸代谢、免疫和防御、原癌和抑癌等途径相关。结果证实，尼古丁作用于细胞后导致细胞代谢发生一系列改变，特别是，尼古丁可能通过抑制肿瘤抑制基因PTEN的表达，激活淋巴细胞的Akt途径，并促使FGFR3基因表达大幅上调。说明尼古丁可能促进肿瘤的发生和生成。 本课题获得的差异表达基因数据为进一步研究尼古丁对人体的毒性和致癌性机理提供了理论依据，也证明了基因芯片技术是毒理学研究中的有效工具。