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目的：应用蛋白质组学和生物信息学的方法探讨重金属镉对睾丸间质细胞的毒理作用分子机制,为临床男性性功能低下的治疗提供实验依据。方法：采用睾丸间质细胞的肿瘤细胞株R2C作为受试对象,利用CCK8法,得出重金属镉作用细胞的IC75、IC50、IC25。选用这3个作用浓度处理R2C细胞24小时后,检测细胞分泌孕酮的功能和线粒体膜电位；提取细胞总蛋白,进行2D-MALDI-TOF/TOF-MS分析,筛选出差异表达蛋白,通过相关数据库和软件对差异表达蛋白进行功能和相关性分析,构建差异蛋白信号网络；应用Western blot和Real time RT-PCR的方法验证其中有意义的差异表达蛋白,并进一步探讨其相关信号通路。结果：重金属镉对睾丸间质细胞肿瘤细胞株R2C细胞的IC25、IC50、IC75值分别为24.18μmol/L,48.33μmol/L,73.85μmol/L。镉抑制R2C细胞合成和分泌孕酮,呈现明显的剂量效应关系,随着剂量的增加,孕酮含量逐渐下降。IC50和IC75剂量诱导线粒体膜电位下降,显示线粒体发生膜损伤。经过ImageMaster2D Platinum软件分析,MALDI-TOF/TOF-MS质谱分析和PIR检索,鉴定出32个差异表达蛋白,有13个为线粒体相关蛋白。通过在线软件输入信息,构建的差异表达蛋白相互作用通路发现,ATP合成酶β亚基(ATP synthase subunit beta, ATP5B),二氢硫辛酰胺脱氢酶(Dihydrolipoamide dehydrogenase, DLD),超氧化物歧化酶2(Superoxide dismutase2, SOD2)位于通路的中心,而其中的DLD与睾酮的合成通路相关。因此,我们以DLD作为靶标蛋白,应用Western blot和Real time RT-PCR技术验证发现,R2C细胞中的DLD随着镉刺激浓度的增加,在蛋白和基因水平上均呈现表达下调(P<0.01)。作为DLD的下游信号分子,细胞内腺苷-3’,5’-环化一磷酸(Cyclic AMP,cAMP)水平也随着镉暴露浓度增加而显著下降(P<0.001)。结论：本实验通过差异蛋白质组学与生物信息学的研究方法,首次发现DLD可作为镉对睾丸间质细胞毒理机制的作用靶点,结合其下游信号分子cAMP对睾酮合成功能的影响,得出如下结论——镉对睾丸间质细胞生理功能的影响,是由DLD的变化开始,再导致胞内cAMP水平下降,最终影响睾丸间质细胞合成睾酮的能力。这一机制的提出为部分因雄激素缺乏而导致的男性功能衰减的治疗和男性性腺功能衰退的治疗提供了实验依据。