【目的】研究苯并芘(benzo[a]pyrene)在长期低剂量暴露条件下对细胞代谢网络的影响及其在肝癌发展过程中的作用。【材料和方法】以肝癌细胞系SMMC-7721为基础建立人源细胞暴露模型,分别以0.01、1、100 nM浓度苯并芘持续处理一个月,0.1%DMSO处理组作为对照,利用GC/MS和LC/MS/MS的方法进行代谢组学分析,并根据显著变化的代谢物构建苯并芘诱导的代谢分子网络,对该网络进行功能富集得到显著改变的代谢通路,并利用海马生物能量代谢监测仪检测长期暴露于苯并芘的细胞的糖酵解功能(glycolysis,glycolytic capacity)的改变。【结果】共检测出316种生化小分子,其中104种的含量在苯并芘处理组发生了显著改变(P<0.1),根据这些效应代谢物及其相互关系构建了苯并芘诱导的代谢物-反应-酶-基因网络(CREG),发现苯并芘诱导的代谢效应主要集中在两个最主要的子网络部分,通过功能富集发现,核苷酸代谢、糖类和能量代谢、脂类代谢、精氨酸代谢和支链氨基酸代谢是主要的效应代谢通路,而在不同的剂量处理条件下,苯并芘对代谢通路的效应也有所不同,比如低浓度苯并芘处理促进核苷酸的分解代谢,而高浓度苯并芘处理却促进核苷酸的合成代谢。此外,苯并芘增强了肝癌细胞的糖酵解潜能,这提高了其在体内恶劣环境下的生存能力。【结论】长期低浓度的苯并芘暴露会导致细胞代谢进程的显著改变,并且这种代谢效应随剂量不同而变化,总的来说,氨基酸代谢、糖脂代谢和核苷酸代谢是受苯并芘影响的主要代谢进程,这些效应比如糖酵解功能改变可能参与了苯并芘诱导的肝癌发生发展,提示代谢效应是苯并芘毒性作用的关键环节,而代谢组网络分析是全面认识苯并芘不良结局通路的重要手段。