镉(Cd)是生态环境中一种常见的重金属,在环境中具有稳定、积累和不易清除的特点,环境中的Cd主要经呼吸道和消化道进入体内。镉对哺乳动物的毒性具有多器官性和多组织性,已被国际癌症研究机构归类为人类致癌物质。肾脏是镉蓄积的主要部位,是急性或慢性镉暴露的主要靶器官,而且近曲小管是镉肾毒性的主要损伤部位。自噬是一种高度动态的多步骤生物学过程,其负责将溶酶体中损伤的细胞器、错误折叠的蛋白质和长寿命大分子的降解和再循环,其作为细胞保护机制来维持细胞稳态和适应不利条件。自噬是一种细胞防御过程,其中胞质成分、细胞器和入侵细菌由自噬体转运到溶酶体以进行降解。自噬的失调已经涉及肾脏疾病的发病机制,如:急性肾损伤和慢性肾脏疾病等。mTOR是一类进化上非常保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于磷脂酰肌醇激酶相关激酶家族成员。可受生长因子、营养物质等多种因素的影响,通过使其下游的靶蛋白磷酸化,参与基因转录和蛋白的表达,进而影响自噬、凋亡等一系列生物活动。在哺乳动物细胞中,mTOR至少具有两种复合物mTORC1和mTORC2,具有不同的底物特异性。mTORC1调节p70S6激酶1(S6K1)和真核起始因子4E(eIF4E)结合蛋白1(4E-BP1)的磷酸化。mTORC2调节Akt磷酸化或活性。此外,mTOR是启动自噬的主要调节因子。实验研究表明,Cd染毒能够抑制自噬,但是否通过mTOR的活化对Cd染毒所致的大鼠肾小管上皮细胞的自噬起抑制作用尚不明确。本实验以原代培养大鼠肾小管上皮细胞为模型,进行镉染毒以及mTOR抑制剂共孵育处理12h。通过蛋白质免疫印迹技术(Western Blot)分析Cd染毒对mTOR及其底物的蛋白水平的表达。采用激光共聚焦显微技术和蛋白质免疫印迹技术检测mTOR活化对大鼠肾小管上皮细胞自噬流的影响。同时,又检测了mTOR活化对溶酶体功能及V-ATP酶的影响。结果表明:Cd染毒能够激活大鼠肾小管上皮细胞mTOR,mTORC1和mTORC2两条通路都发挥作用。而且mTOR主要是通过mTOR的磷酸化起作用,对mTOR总蛋白没有影响。与此同时,mTOR活化对大鼠肾小管上皮细胞的自噬流具有抑制作用,阻碍了自噬体与溶酶体的融合。此外,mTOR活化影响了大鼠肾小管上皮细胞溶酶体的功能,具体表现在抑制了溶酶体V-ATP酶的表达,使溶酶体酸性环境减弱。总之,Cd染毒所致的大鼠肾小管上皮细胞mTOR的活化,可通过移位到溶酶体膜上,来抑制溶酶体中V-ATP酶的活性,从而减弱溶酶体的酸性环境,进而损坏溶酶体的功能,最后抑制了溶酶体与自噬体的融合,在Cd所致的大鼠肾小管上皮细胞中发挥自噬抑制作用。