镉作为生物体一种非必需元素,极少量进入生物体内就会导致包括肾脏,肝脏,肺,胰腺,睾丸,胎盘和骨骼在内的各种器官产生不可逆的损伤。镉会对雄性动物和人产生生殖毒性,致使细胞发生凋亡或坏死的情况,睾丸组织又是其作用的靶器官。因此探究镉诱导大鼠支持细胞凋亡机制具有重要的理论和实际意义。本文通过体外培养分离出大鼠睾丸支持细胞,并用HE、油红O和Feulgen染色对其进行了鉴定,采用MTT法测定了不同浓度镉对支持细胞增殖率的影响,检测了不同浓度镉对支持细胞内SOD活性和MDA含量的变化,利用透射电镜观察了支持细胞凋亡过程中超微结构的变化情况,利用流式细胞术检测不同浓度镉对诱导支持细胞凋亡的情况,应用RTFQ-PCR技术检测了凋亡相关基因Bax,Bcl-2,Cyt-C,AIF,Caspase-3和Caspase-9 mRNA在支持细胞中的表达情况。体外培养分离的支持细胞形态支持细胞呈椭圆形,并长出多个突起,核仁和胞质内有颗粒物质。支持细胞经HE染色后,呈不规则形状或辐射状,有多个粗大的突起。细胞核染成深色,细胞质丰富,染成淡红色;油红O染色后,细胞核染成蓝色。细胞质中有许多被染成红色的大小不一圆形细胞脂质小滴;Feulgen染色后,细胞质未着色,细胞核淡染为紫红色,其内可见一个至数个着色较深的紫红色颗粒即为核仁周围的卫星小体。当不同浓度的镉(0,10,20,40,80μmol/L)刺激睾丸支持细胞24h后,分别检测了细胞生殖率、SOD活性和MDA含量的变化情况。随着氯化镉浓度升高,各试验组的生殖率均降低,氯化镉对睾丸支持细胞的生殖率具有剂量-效应依赖性,并具有统计学意义。SOD活性随着氯化镉浓度升高呈明显的现下降趋势,呈现剂量-效应关系。MDA含量随着氯化镉浓度升高呈明显的上升趋势,呈现剂量-效应关系。透射电镜观察结果显示,对照组睾丸支持细胞细胞器结构清晰完整,线粒体内部的峭清晰可见,细胞质内含有脂质小滴,并且有许多脂肪空泡。早期凋亡支持细胞,线粒体出现肿胀,峭发生断裂,核糖体和线粒体聚集减少,但细胞器大部分结构完整,内质网增多。中期凋亡支持细胞的细胞核开始分解为多个膜结构完整、染色质浓缩边聚集的致密小体。晚期凋亡支持细胞产生大量泡状结构,并与细胞分离,出现凋亡小体。流式细胞术检测结果显示随着镉氯化镉浓度升高,细胞凋亡程度逐渐增加。其中10μmol/L氯化镉攻毒组早期凋亡率为12.76%,与对照组相比差异不显著;而20,40,80μmol/L氯化镉攻毒组与对照组差异极显著,并呈现出浓度-剂量的关系。80μmol/L氯化镉攻毒组早期凋亡细胞下降而晚期凋亡细胞升高,高达83.30%。低和中浓度镉诱导支持细胞凋亡主要表现为早期和中期凋亡,而高浓度诱导支持细胞则表现为晚期凋亡。应用RTFQ-PCR检测了随时镉浓度升高,除Bcl-2基因表达量略微下调,Bax、Cyt-C、AIF、Caspase-3、Caspase-9基因相对表达量均上调,存在明显的剂量-效应关系。结果表明镉能对线粒体传导途径相关基因进行调控,从而诱导支持细胞凋亡。