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镉（Cadmium,Cd）是一种被广泛应用于工业生产中的有毒重金属,对发展中国家以及高度工业化的国家公共卫生造成了严重危害。之前的研究表明,Cd可以通过食物链、职业暴露和香烟烟雾而富集,最终蓄积在血液,脑,肾脏和肝脏以及生殖器官中,包括卵巢,睾丸和胎盘。尤其是怀孕期间妇女更容易受到Cd毒性的影响,因为Cd更容易积聚在胎盘中,导致一系列与胎盘相关的疾病,如先兆子痫、胎儿生长受限和流产等。因此,本研究以人的胎盘滋养层（HTR-8/SVneo）细胞为研究模型,探究Cd诱导人胎盘滋养层细胞损伤及凋亡的分子机制,为研究Cd引起哺乳动物流产的致病机理提供理论基础。实验结果如下:1.MTT实验结果表明,CdCl2可以降低HTR-8/SVneo细胞活力,抑制细胞生长,并且具有时间和剂量依赖性关系。通过光学显微镜观察发现HTR-8/SVneo细胞经CdCl2处理后,随着CdCl2浓度的增大和处理时间的延长,细胞形态有明显的变圆皱缩现象。DCFH-DA荧光染色和流式细胞术检测均表明,CdCl2处理可以诱导HTR-8/SVneo细胞产生大量的ROS。通过检测细胞内的抗氧化酶活性发现,CdCl2处理可以抑制HTR-8/SVneo细胞内的SOD、CAT和GSH-Px活性,损伤细胞内的抗氧化系统;同时,CdCl2诱导HTR-8/SVneo细胞发生明显的脂质过氧化损伤,引起细胞内MDA含量升高。抗氧化剂NAC可以抑制CdCl2造成的细胞内ROS积累,并保护其抗氧化系统。2.通过透射电子显微镜观察发现,CdCl2处理后HTR-8/SVneo细胞内线粒体出现空泡化且基质密度降低,嵴出现断裂甚至消失;JC-1荧光染色发现,CdCl2处理后HTR-8/SVneo细胞内线粒体膜电位降低。通过碱性彗星实验表明,CdCl2可以诱导HTR-8/SVneo细胞产生彗星状拖尾,发生DNA损伤;免疫荧光检测发现,在CdCl2处理组内可以明显的观察到γ-H2AX焦点的形成;同时,western blot检测也发现,经CdCl2处理后的HTR-8/SVneo细胞内γ-H2AX蛋白表达量明显升高,印证了彗星实验结果。此外,通过流式细胞术检测发现,CdCl2处理可以改变HTR-8/SVneo细胞周期分布,将细胞周期阻滞在G0/G1期,减少S期细胞数量,抑制细胞生长。通过Hoechst33342和AO/EB荧光染色发现,CdCl2处理后细胞核内出现染色质凝聚,核固缩甚至碎裂等;透射电镜观察发现,CdCl2处理后细胞核内出现染色质凝聚,边集化等凋亡特征。Annexin V-FITC/PI双荧光染色检测显示细胞凋亡率随着CdCl2浓度的增大而升高。通过琼脂糖凝胶电泳发现,CdCl2处理后,细胞内DNA逐渐断裂为180-200 bp的片段,形成DNA ladder,这是细胞凋亡的显著特征。Western blot检测结果也显示出,细胞内cleaved caspase-3和Bax表达量升高,而Bcl-2的表达量降低,Bax与Bcl-2的比值逐渐升高,说明CdCl2处理可以诱导HTR-8/SVneo细胞发生凋亡。抗氧化剂NAC可以缓解CdCl2诱导HTR-8/SVneo细胞内ROS积累对线粒体和DNA造成的损伤及细胞周期阻滞,并降低细胞凋亡率。3.通过建立小鼠Cd中毒模型发现,CdCl2处理后小鼠的胎盘直径和质量均明显降低,滋养层细胞发生严重的细胞核固缩、碎裂,部分细胞出现溶解性坏死。通过免疫荧光检测发现,CdCl2可以特异性诱导胎盘组织中滋养层细胞发生DNA损伤和凋亡。结论:总之,Cd在人滋养层HTR-8/SVneo细胞中通过引发氧化应激介导线粒体损伤和细胞凋亡。本研究中的这些发现为揭示Cd暴露引起的胎盘相关疾病预防提供了新的见解。