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镉(Cadmium,Cd)是环境中一种重金属污染物,对机体有毒性作用。研究显示骨骼作为Cd的主要靶器官之一,长期Cd暴露会导致多种骨骼疾病。软骨细胞的增殖、分化、凋亡在其中发挥重要作用。禽类软骨细胞异常会导致多种骨骼疾病,如肉鸡胫骨软骨发育不良、佝偻病、骨性关节炎、关节退化等,且禽类的软骨生长板有更为丰富的软骨细胞和更深的血管侵入。因此,软骨细胞的分化成熟在骨骼疾病中显得十分重要,然而,目前Cd对鸡软骨发育、软骨细胞增殖分化及凋亡的影响报道较少,所以本研究使用鸡胚软骨以及体外培养的原代鸡软骨细胞为对象,探究Cd对鸡软骨发育及软骨细胞凋亡的影响。1 Cd对鸡胚软骨发育的影响为探究Cd对鸡胚软骨发育的影响,对8日龄鸡胚卵黄囊接种不同浓度Cd(0、0.05、0.1、0.2 mg/mL),处理8 d。石蜡切片和阿尔新蓝-茜素红染色观察软骨生长板发育情况;扫描电镜观察关节软骨表明结构;qRT-PCR检测软骨相关因子Acan、Col2al、Sox9、Coll0al、Mmp-13、Rankl、Opg的表达。结果显示Cd能使生长板软骨细胞分泌的ACAN减少、细胞核固缩溶解;Cd处理组软骨表面胶原纤维变得疏松,排序紊乱。低剂量组(0.05 mg/mL Cd)与对照组相比软骨分化前期相关因子Acan、Sox9、C012al显著升高(P<0.05),但软骨分化后期相关转录因子Mmp-13、Col10al表达水平显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)降低,高浓度组均呈抑制作用且呈剂量依赖性。表明低浓度Cd能促进软骨早期分化,但高浓度Cd对软骨生长发育有抑制作用。2 Cd对鸡软骨细胞增殖肥大的影响为探究Cd对鸡软骨细胞增殖肥大的影响,使用不同浓度Cd(0、0.2、2、5、10、20μμM)处理体外培养的原代鸡软骨细胞2、4、6 d,CCK-8检测软骨细胞增殖水平,阿尔新蓝染色鉴定软骨细胞,qRT-PCR检测软骨细胞相关因子Acan Col2al、Coll0a1、Sox9、mp-13、Rankl、Opg的表达。结果显示,0.2 μM Cd处理2 d后软骨细胞分化前期标志性mRNAAcan、Col2a1、Sox9与对照组相比表达量极显著升高(P<0.01),随着Cd浓度升高,表达量呈剂量依赖性下降;Cd处理6 d后软骨细胞分化后期标志性mRNA Col10al、Mmp-13与对照组相比表达量均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)下降;2、5、10μMCd处理6d后Rankl、Opg与对照组相比表达量极显著升高(P<0.01)。以上结果表明低浓度的Cd可以在早期促进软骨细胞增殖,但随着时间的推移Cd抑制了软骨细胞的分化和成熟,并可影响RANKL/OPG通路。3 Cd对鸡软骨细胞凋亡的影响为了探究Cd对软骨细胞凋亡的影响,本研究采用不同浓度Cd(0、0.2、2、5、10、20 μM)处理体外培养鸡软骨细胞12 h,CCK-8检测软骨细胞活性;AnnexinV-FITC/PI双染法检测软骨细胞凋亡;JC-1检测软骨细胞线粒体膜电位变化;DAPI染色观察细胞核形态学变化;扫描电镜观察软骨细胞表面结构;Westem Blot检测Cleavedcaspase-3表达。结果显示,与对照组相比5μM以上Cd能显著(P<0.05)降低软骨细胞活性,促进软骨细胞凋亡,促使细胞表面结构损伤。2 μM以上Cd能显著降(P<0.05)低软骨细胞线粒体膜电位水平并且此时细胞核出现皱缩,Cleavedcaspase-3表达水平显著升高(P<0.05)。表明Cd能诱导鸡软骨细胞凋亡。