碘(Indine)是人体必需微量元素之一,人体碘缺乏或碘过量都有可能引起相应的疾病。大量流行病学资料和动物实验提示高碘可引起以学习记忆损害为主的神经毒性,但其引起神经毒性的途径机制仍不清楚。自噬是细胞的代谢方式之一,它可以通过如清除细胞内大分子物质、代谢产物等方式保护受损细胞;但过度的自噬则有可能引发细胞死亡,称为自噬性死亡或Ⅱ型程序性细胞死亡(Ⅱ-Programmol/Led Cell Death,Ⅱ-PCD)。有关高碘神经毒性的一系列研究结果也表明,高碘可使动物脑组织产生自由基,降低抗氧化酶活性以及引起DNA损伤,而这些改变都可以诱导自噬发生,但自噬在高碘神经毒性中的作用尚未见报道。本研究以人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)为研究对象,研究高浓度碘对SH-SY5Y细胞自噬水平的影响,探讨自噬在高碘所致SH-SY5Y细胞死亡中的作用,为进一步研究高碘的神经毒性提供依据。第一部分高碘对SH-SY5Y细胞自噬水平的影响目的:研究高浓度碘化物对SH-SY5Y细胞自噬水平的影响方法:不同浓度KI(0、10、20、30 mmol/L)处理SH-SY5Y细胞24 h后,采用CCK-8法检测细胞活力;使用透射电子显微镜观察自噬体结构,多功能酶标仪检测细胞内自噬囊泡示踪剂丹酰戊二胺(Monodansylcadaverine,MDC)荧光强度;并采用PCR和Western blot方法分别检测自噬相关分子LC3、Beclin1和p62在基因和蛋白水平的表达情况,观察KI对于自噬相关基因和蛋白的剂量-效应关系。结果:CCK-8结果显示,10 mmol/L KI染毒组细胞存活率与对照组相比较无差异(P>0.05),20 mmol/L KI染毒组细胞存活率与对照组和10 mmol/L染毒组相比明显下降(P<0.05),30 mmol/L KI染毒组细胞存活率与其余三组相比较显著下降(P<0.05)。电镜结果显示,对照组未见异常变化,10 mmol/L染毒组细胞内可见轻微的线粒体扩张但未见明显的双层膜自噬体结构,20 mmol/L染毒组细胞内可见明显的线粒体肿胀及双层膜自噬体结构,在30 mmol/L染毒组中以上改变更加明显。20、30 mmol/L KI染毒组MDC荧光强度比对照组明显上升(P<0.05),而10 mmol/L KI染毒组无明显差异。与对照组相比,30 mmol/L KI染毒组自噬相关基因和蛋白LC3、Beclin1和p62表达均明显上升(P<0.05),而10、20 mmol/L KI染毒组中LC3、Beclin1和p62表达与对照组无差异(P>0.05)。结论:一定剂量的KI可致SH-SY5Y细胞死亡,能诱导SH-SY5Y细胞发生自噬,且二者存在着剂量依赖性的自噬相关分子表达的上调。第二部分自噬在高浓度碘化物神经毒性中的作用目的:探讨自噬在高浓度碘化物神经毒性中所发挥的作用方法:应用1 mmol/L 3-甲基腺嘌呤(3-MA)或200μmol/L N-乙酰半胱氨酸(NAC)与30 mmol/L KI同时处理细胞,24 h后检测自噬相关分子LC3、Beclin1和p62的表达变化;以不同浓度(0、10、20、30 mmol/L)KI和1 mmol/L 3-MA共同处理细胞,24 h后运用CCK-8法检测细胞活力。结果:与单纯30 mmol/L KI染毒组相比,30 mmol/L KI+3-MA和30 mmol/L KI+NAC干预组的自噬相关基因和蛋白的表达均明显下降(P<0.05);施加干预后,20、30 mmol/L KI染毒组的细胞存活率比干预前显著上升(P<0.05)。结论:高碘诱导的自噬可能通过氧化应激和PI3K/Akt/mT OR通路介导,自噬作为一种死亡方式参与高碘的神经毒性作用。