麩胱甘肽轉移酶(GST)在細胞特有的解毒機制中扮演重要的角色，它可移除來自細胞外的毒性物質並減少毒性物質對細胞的傷害。但同時也扮演著化療藥物的抗
性機制。先前的研究對於細胞如何移除BPDE 所造成的DNA 傷害，主要是以GST-P1 與GST-A1 為主；因為前者主要大量表現於肺部，而後者大量表現於肝臟。
而這兩個器官都是容易接觸到毒性物質的部位，因此GST-P1 與GST-A1 的功能也就被大家所廣泛的研究探討。GST-M2 一般的研究都指出可大量表現於腦部與睪丸
中， 事實上在肺部的組織中亦有發現GST-M2 的表現，只是表現量不如GST-P1強，因此也就鮮少被研究其在肺部所扮演的角色，然而之前所採用的偵測方式多為
免疫組織染色方法，GST 此類isoforms 序列又相當類似，所以產生的抗體極有可能具有交互作用。本研究使用專一性的GST primer 分析，確定肺部組織中確有GST-M2
表現，且第一個提出在肺細胞中表現的GST-M2 且可有效的降低BPDE 所造成的DNA 傷害，而相較於同屬GST-Mu 家族的GST-M4 則沒有類似的功能，雖然兩著的
序列相似性達83%；推測可能是兩者之間的受質結合部位不同所造成。又意外的發現在腫瘤及肺癌細胞中GST-M2 表現較正常肺細胞及非肺癌組織中相對的低。因
此，本研究首先欲探討腫瘤及肺癌細胞GST-M2 表現量降低的原因與其promoter的甲基化有無關係，或受何因子調控影響其Promoter 上的response element 的結合致
使腫瘤細胞GST-M2 基因不表達。本研究以RT-PCR 與Real-time PCR 分析正常肺細胞株(MRC-5、WI-38 與Beas-2B)與肺癌細胞株(H1355、H1299、A549、Calu-1、CH27、
H23、CL 1-0 與CL 1-5)中GST M2 mRNA的表現。結果顯示，肺癌細胞株的GST M2基因表現量比正常肺細胞株低。此外，GSTM2 基因並非因genomic DNA 缺失而造成
在肺癌細胞株中GST M2 基因表現降低。將H1355 細胞分別或共同處理(1)histonedeacetylase(HDAC)inhibitor : TSA 及demethylation agent :
5-aza-2’-deoxycytidine(5-aza-dC)，皆無法回復GST M2 基因的表現。因此，推測H1355細胞株中GST M2 的不表現，並非因為啟動子的CpG 發生甲基化或組織蛋白去乙醯
化所造成。因此H1355 肺癌細胞株中GST M2 表現量降低的機轉，仍待進一步釐清另外也發現GST M2 降低H1355 細胞株經B[a]P 處理後所造成細胞週期之S 與G2/M
phase 堆積。然而麩胱甘肽轉移酶-M2 的酵素活性仍未證實有效的移除BPDE 造成的DNA 傷害及發炎反應。綜言之，肺癌的成因與預後不佳可能與GST M2 的喪失有關。綜合以上結果，本研究證實穩定表現GST-M2 於H1355 肺癌細胞株可有效的降低經由B(a)P 所造成的傷害，同時也說明了GST-M2 酵素活性對於降低B(a)P 造成之傷害可能扮演重要的角色。
Glutathione S transferases(GSTs)are a family of phase II detoxification enzymes that catalyse the conjuation of glutatione(GSH)to a wide variety of
endogenous and exogenous electrophilic compounds. In our previous studies, we found that the overexpression of GST M2 gene in H1355 cells prevented
BPDE-mediated formation of DNA adducts. Furthermore, by using RT PCR and Real time-PCR, we found that the expression level of GST M2 was lower in lung cancer cells in comparison to normal lung cells. GST Pi expressed both in lung cancer cells and normal lung cells. However, in H1355 cells, GST Pi can not be detected by RT PCR.Undetectable expression of GST M2 in H1355 was not caused by the deletion of genomic DNA. The reduced expression GST M2 in H1355 cells can not be restored after treatments with histone deacetylase inhibitor:TSA or/and demethylation agent: 5-aza-dC.Neither the methylation of CpG in promoter nor the histone deacetylation contributed to the reduced expression of GST M2 in H1355 cells. Further investigations will be needed to clarify the mechanisms of GST M2 down regulation in lung cancer cells. Additionally,overexpression of GST M2 in H1355 cells would alleviate B[a]P-mediated S and G2/M phase accumulation. Therefore, these results of this study suggest that lung carcinogenesis and poor prognosis of overall survival were associated with the reduced expression of GST M2 gene.
