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重金属是主要的环境污染物,镍（Ni）、铬（Cr）和镉（Cd）是环境中典型的重金属成分,可通过消化作用、呼吸作用或皮肤接触进入人体,诱发细胞损伤和疾病发生,尤其是造成肺支气管的损伤和肺部疾病的发生。多酚是主要存在于水果、蔬菜、谷物和饮料中的次生代谢物,具有多种生理功能。多年来,人们致力于研究多酚对人体健康的有益影响及预防疾病的功能,绝大部分归因于其抗氧化、抗炎等生物活性。目前,人们对镍、铬和镉致肺部损伤的机理和分子机制尚未完全明确,尚未找到合适的方法预防重金属损伤。因此,研究常见的重金属污染物镍、铬和镉对肺部相关细胞的毒性效应,以及寻找天然多酚类活性物质预防和缓解镍、铬和镉造成的损伤具有重要意义。本研究以人支气管上皮（BEAS-2B）细胞为模型,利用MTT法检测细胞存活率,反应细胞活力情况;采用DCFH-DA荧光探针实验检测活性氧（ROS）水平,反应细胞的氧化应激情况;利用Hoechst33258实验检测细胞核内DNA荧光强度,反应细胞凋亡情况;使用罗丹明123染色实验检测细胞中线粒体膜电位变化,反应凋亡的发生;使用Real-Time PCR检测细胞内炎症相关因子（TNF-α、IL-6、IL-8、CRP）的mRNA转录水平;采用Western blot方法检测细胞中p38MAPK、JNK、ERK信号通路蛋白磷酸化表达水平,NF-κB信号通路蛋白入核表达和NLRP3炎症小体组装情况及线粒体途径的内源性凋亡信号通路相关蛋白Bax、Bcl-2、Cleaved caspase-3表达,反应细胞发生氧化应激、炎症损伤及凋亡的情况。结果显示,一定范围内浓度的NiCl2可以显著抑制BEAS-2B细胞的增殖能力并存在剂量依赖性关系;DCFH-DA荧光探针实验结果显示NiCl2的处理使BEAS-2B细胞内ROS水平升高,表明细胞内氧化应激程度增加;Hoechst33258荧光染色结果表明,NiCl2可以引起BEAS-2B细胞核DNA的聚缩;Real-Time PCR检测NiCl2处理后BEAS-2B细胞内前炎症因子TNF-α、炎症非特异性标志物CRP以及细胞受到刺激后而被激活参与炎症反应的细胞因子白细胞介素家族中IL-8、6的表达水平上调,表明NiCl2诱导炎症因子的产生;Western blot检测结果表明,NiCl2可以上调Bax/Bcl-2蛋白比例和Cleaved caspase-3蛋白水平,诱导BEAS-2B细胞内p38 MAPK、JNK和ERK信号通路蛋白的磷酸化水平升高,增加NF-κB入核表达及IκB蛋白的磷酸化,引起NLRP3炎症小体的组装。在毒性研究的基础上,进一步采取上述研究方法,发现白藜芦醇可显著抑制Ni Cl2诱导的细胞损伤,扭转了NiCl2引起的毒性作用。结果显示,一定浓度范围内的K2Cr2O7可以显著抑制BEAS-2B细胞的增殖能力,升高细胞内ROS水平,增加细胞核DNA的聚缩,并存在剂量依赖性关系;Western blot检测结果表明,K2Cr2O7可以上调Bax/Bcl-2蛋白比例和Cleaved caspase-3蛋白水平,激活BEAS-2B细胞内p38 MAPK、JNK和ERK信号通路,引起NLRP3炎症小体的组装和NF-κB信号通路的活化。在毒性研究的基础上,进一步采取上述研究方法探索了阿魏酸抑制K2Cr2O7诱导的BEAS-2B细胞损伤作用和分子机制。结果显示,一定浓度范围内的CdCl2可以剂量依赖性地显著抑制BEAS-2B细胞的增殖能力,升高细胞内ROS水平,显著诱导BEAS-2B细胞凋亡;罗丹明123染色实验表明CdCl2处理的BEAS-2B细胞中线粒体膜电位降低;Western blot检测发现CdCl2可以上调Bax/Bcl-2蛋白比例和Cleaved caspase-3蛋白水平,激活BEAS-2B细胞内p38 MAPK、JNK和ERK信号通路。在毒性研究的基础上,进一步采取上述研究方法探索了花旗松素抑制CdCl2诱导的BEAS-2B细胞损伤作用和分子机制。综上可见,镍、铬和镉三种重金属能够引起BEAS-2B细胞产生氧化应激及炎性损伤,并导致相关信号通路的激活,而多酚类化合物白藜芦醇,阿魏酸和花旗松素能够分别抑制镍、铬和镉造成的细胞损伤和信号通路激活。本项研究揭示了重金属造成的BEAS-2B细胞损伤的分子机制,提出了缓解细胞损伤的方法,为相关疾病的预防提供了思路。