棒曲霉素（C7H6O4,PAT）又称展青霉素,分子量为154.1,在酸性、避光条件下性质比较稳定,PAT是一种由青霉、丝衣孢霉、曲霉产生的霉菌毒素。PAT常出现在过度成熟、腐烂的苹果及苹果产品中。越来越多的数据表明PAT暴露对人类和动物有不良缺陷后,消耗品的安全水平为50μg/L PAT。许多动物模型实验表明,PAT具有肝毒性、肾毒性、皮肤毒性、胚胎毒性等。然而,PAT是否能诱导心肌毒性还未报道。研究表明,心肌毒性对人体生命安全有巨大危害,甚至导致患者死亡。因此,本研究以大鼠心肌细胞（H9c2细胞）为实验模型,从细胞毒性、氧化应激、细胞凋亡、差异基因分析等方面综合分析其毒性效应,目的是评估PAT的心肌毒性及其相关毒性机制,为更好的预防和保护人类生命健康提供理论依据。主要研究结果如下:1.综合探究了PAT对H9c2细胞毒性作用。MTT实验表明,随着PAT浓度的增大,H9c2细胞存活率呈下降的趋势。同时PAT对H9c2细胞和原代H9c2细胞的毒性效应是一致的,H9c2细胞和原代H9c2细胞的IC50分别为27.13μM,25.37μM,因此确定本次实验的半抑制浓度大约为25μM,后续实验也是以此浓度为给药浓度,确定最佳给药时间是24h;台盼蓝染色实验进一步表明PAT对H9c2细胞具有细胞毒性;Hoechst33258和DAPI两种荧光染色实验表明PAT对H9c2细胞具有致凋亡作用。从对照组可以看出细胞核边缘清晰,边界分明,细胞核完整性极好;而给药组细胞核形态出现核破碎,边缘模糊,出现凋亡和坏死的现象;AV/PI双染法检测细胞凋亡率结果表明,当PAT浓度低于25μM,随着PAT浓度的增大,活细胞逐渐减少;当PAT浓度高于25μM,晚期凋亡细胞增高至约40%,而早期凋亡逐渐稳定于大约8%左右,总而言之,凋亡细胞占主导位置。2.综合评估了PAT对H9c2细胞的生理特征影响。随着PAT浓度增大,细胞内LDH水平、MDA含量、ROS含量、炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-16水平逐渐升高,细胞内SOD活性、CAT活性、GSH含量不断下降,而ATP水平几乎未发生变化。两种细胞在PAT胁迫下的不同点是原代H9c2细胞释放LDH水平、SOD活性、GSH水平相较于H9c2细胞更高,这可能是因为原代心肌细胞对刺激物更敏感,新陈代谢更快。相同点是两种H9c2细胞胞在PAT的胁迫下表现出一致的趋势。3.综合分析了PAT对H9c2细胞凋亡相关蛋白的影响。PAT诱导细胞促进了caspase3/9酶表达,同时也促进了Bax、caspase3/9等蛋白的表达,抑制了Bcl-2蛋白的表达,这说明细胞发生凋亡,并且细胞凋亡可能发生在线粒体途径。caspase级联被激活,上游启动子（caspase9）激活,接着下游效应器（caspase3）激活,一系列级联反应被激活,最终细胞凋亡,也说明PAT对细胞具有心肌毒性。4.通过转录组测研究了PAT经过6h、24h诱导的H9c2细胞基因组表达情况比较分析。结果表明,以未做任何处理的H9c2细胞（0h）作对照,在6h、24h受25μM展青霉毒素诱导的差异表达基因分别有982个和3786个,其中在6h的982个差异基因中上调表达的有416个,下调的有566个。24h时的3786个差异基因上调的有1672个,下调的有2114个;以6h受25μM棒曲霉素处理作对照,24h受25μM展青霉毒素诱导的差异表达基因共有2157个,其中上调的有883个,下调的有1274个。差异表达基因从分子功能、生物学过程、细胞定位3个层面进行分类,并将上调或下调的基因变化较大的一一列出,细胞确实存在凋亡的情况。此外,结果还表明,PAT诱导了H9c2细胞中神经退行性变的途径、MAPK信号通路、钙离子通道、PI3K-Akt信号通路和氧化磷酸化通路等多条通路的差异蛋白上调或下调,引起多种代谢途径发生改变。综上所述,棒曲霉素诱导了H9c2细胞氧化应激和炎症反应,产生了细胞损伤,引发了细胞凋亡,故PAT具有心肌毒性。