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目的:探讨第三气体信号分子硫化氢(H2S)对硫酸铍(BeSO4)诱导的人支气管上皮细胞(16HBE)细胞凋亡的影响及其机制,为进一步阐明硫酸铍的毒性机理及内源性硫化氢的调控机制提供依据。方法:1.用0、100、150、200、250、300μmol/L BeSO4处理16HBE细胞48 h后,用MTT法检测细胞存活率;LDH酶标仪法检测细胞内乳酸脱氢酶含量;用罗丹明123染色,荧光法观察线粒体膜电位水平和分光光度法检测细胞线粒体膜电位;用Hoechst染色,荧光法观察细胞凋亡小体;透射电子显微镜观察细胞凋亡超微结构;免疫印迹法(Western Blot)检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Cl-caspase3、Cl-PARP的表达水平。2.用300μmol/L硫氢化钠(NaHS,一种H2S供体)和10 mmol/L D,L-炔丙基甘氨酸(PPG,胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)抑制剂)分别预处理16HBE细胞6 h之后更换新鲜牛血清培养基,再用150μmol/L BeSO4处理16HBE细胞48 h,检测16HBE细胞线粒体膜电位和凋亡情况;流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡率;免疫印迹法(Western Blot)检测Bax、Bcl-2、Cl-caspase3、KEAP-1、Nrf2、p-Nrf2、HO-1及CSE的表达水平。结果:1、BeSO4处理16HBE细胞48 h的半数抑制浓度为274.4μmol/L,与对照组相比,BeSO4处理16HBE细胞48 h后随着染毒剂量的增加,细胞存活率降低、线粒体膜电位下降、LDH水平逐渐增加、染色质浓缩以及细胞质空泡化增多、Bax、Cl-caspase3和Cl-PARP的表达水平升高,Bcl-2表达水平降低,Bcl-2/Bax比值降低,差异有统计学意义(P<0.05)。2、与对照组相比,150μmol/L BeSO4处理16HBE细胞48 h后,16HBE细胞线粒体膜电位下降,G2/M期细胞数量增多,细胞染色质浓缩增多,细胞凋亡率增加,Bax和Cl-caspase3的表达水平增加、Bcl-2表达水平降低、Bcl-2/Bax比值降低,差异有统计学意义(P<0.05)。与BeSO4处理组比较,NaHS+BeSO4组16HBE细胞线粒体膜电位升高、G2/M期细胞数量减少、细胞染色质浓缩减少、细胞凋亡率减少、Bax和Cl-caspase3的表达水平降低、Bcl-2表达水平增加、Bcl-2/Bax比值增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与BeSO4处理组比较,PPG+BeSO4组16HBE细胞粒体膜电位下降,G2/M期细胞数量增加,细胞染色质浓缩增多,细胞凋亡率增加,Bax和Cl-caspase3的表达水平升高、Bcl-2表达水平降低、Bcl-2/Bax比值降低,差异有统计学意义(P<0.05)。3、与对照组相比,BeSO4处理组16HBE细胞KEAP-1和Nrf2的表达水平升高,CSE、p-Nrf2和HO-1的表达水平降低,p-Nrf2/Nrf2比值降低,差异有统计学意义(P<0.05);与BeSO4处理组相比,NaHS+BeSO4组16HBE细胞KEAP-1表达水平降低,CSE、Nrf2、p-Nrf2和HO-1的表达水平增加,p-Nrf2/Nrf2比值升高,差异有统计学意义(P<0.05);与BeSO4处理组比较,PPG+BeSO4组16HBE细胞KEAP-1、Nrf2、p-Nrf2、HO-1及CSE的表达水平均降低,p-Nrf2/Nrf2比值降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1、BeSO4可降低16HBE细胞活力并造成细胞膜损伤,引起LDH释放增加。2、BeSO4可引起16HBE细胞线粒体膜电位下降并可经线粒体途径诱导16HBE细胞凋亡。3、内源性H2S可以拮抗BeSO4引起的16HBE细胞线粒体膜电位下降从而逆转BeSO4诱导的16HBE细胞凋亡。4、内源性H2S通过激活Nrf2/ARE信号通路对BeSO4诱导的16HBE细胞凋亡发挥保护作用。