197 / 2021-07-05 18:27:45

线粒体稳态失衡在镉致小鼠精母细胞凋亡中的作用

氯化镉；线粒体分裂；GC-2 spd细胞；细胞凋亡

目的：镉是一种生物蓄积性强，毒性持久的重金属元素，可引起男性生殖系统损伤。本研究以氯化镉（CdCl₂）为受试物，探讨镉对小鼠精母细胞（GC-2 spd）线粒体损伤和细胞凋亡的影响和作用机制。

方法：不同浓度CdCl₂（0、2.5、5、10、20、30和40µM）染毒GC-2 spd细胞24h，CCK-8实验检测CdCl₂对细胞活性的影响并计算半数致死剂量（IC₅₀）。流式细胞术检测细胞凋亡率，Mito-Track Red CMXRos线粒体荧光探针检测线粒体形态，JC-1荧光探针检测线粒体膜电位的变化。不同浓度镉染毒后，分别提取GC-2 spd细胞的线粒体蛋白、细胞浆蛋白和细胞总蛋白，Western blot检测线粒体稳态调节蛋白FIS1和OPA1的表达，以及细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Cytochrome c和 cleaved Caspase-3的表达。

结果：随着CdCl₂浓度的增加，GC-2 spd细胞存活率逐渐下降，经计算测定，氯化镉对GC-2 spd细胞的半数致死剂量为12.99 μM [95% CI 12.11, 13.92]。随后采用0、5和10 μM CdCl₂处理细胞，其凋亡率随镉浓度升高而逐渐增加（P < 0.05）。与对照组细胞相比，镉处理组细胞中线粒体膜电位逐渐降低，线粒体网状结构被破坏，其形态逐渐由长管状变为点状，含点状线粒体的细胞比例逐渐升高；线粒体中分裂蛋白FIS1表达升高而融合蛋白OPA1表达降低（P < 0.05）。与对照组相比，镉染毒导致细胞浆中Cytochrome c蛋白水平升高而线粒体中其水平降低（P < 0.01），细胞中Bcl-2蛋白表达降低而Bax蛋白和cleaved Caspase-3蛋白表达升高（P < 0.05）。

结论：氯化镉对GC-2 spd细胞具有毒性作用，可能通过促进细胞中线粒体过度分裂及线粒体膜通透性，促使凋亡因子Cytochrome c蛋白从线粒体释放至细胞浆，从而诱导Caspase-3介导的细胞凋亡。

关键词：氯化镉；线粒体分裂；GC-2 spd细胞；细胞凋亡