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目的:纳米氧化锌(Zinc oxide nanoparticles,ZnO NPs)被广泛应用于各个产业领域。除了可造成肝脏、心脏、脾脏等脏器损害外,它还可抑制精子发生。精子发生是精原细胞通过不断进行有丝分裂和减数分裂最终形成精子的过程,因此精原细胞在精子发生过程中发挥着重要的作用。本课题主要通过观察ZnO NPs对小鼠精原细胞(GC-1 spg)的影响来探讨自噬在ZnO NPs诱导GC-1 spg细胞凋亡中的作用及机制。方法:ZnO NPs处理小鼠精原细胞GC-1 spg,MTT法检测细胞活性并用活性氧检测试剂盒检测细胞内与氧化应激相关的指标变化情况。Western blot检测ZnO NPs对小鼠GC-1 spg细胞凋亡和自噬的影响。分别用Annexin V-FITC/PI双染色法及电镜进一步验证细胞凋亡和自噬结果。MTT法测定NAC抑制氧化应激或3-MA抑制自噬后ZnO NPs对小鼠GC-1 spg细胞活性影响。用上述相同的方法测定抑制氧化应激后ZnO NPs对小鼠GC-1 spg细胞凋亡和自噬影响。抑制自噬后用Western blot和Annexin V-FITC/PI双染色法检测ZnO NPs对小鼠GC-1 spg细胞凋亡的影响。结果:用不同浓度的ZnO NPs(0,1,2,4μg/ml)处理小鼠精原细胞GC-1 spg 24 h后,MTT结果显示ZnO NPs呈浓度依赖式地抑制GC-1 spg细胞活性(P<0.05)。GC-1 spg细胞内cleaved Caspase-8、cleaved Caspase-3和Bax蛋白表达增加,Bcl-2蛋白表达降低。提示ZnO NPs可诱导GC-1 spg细胞凋亡。Annexin V-FITC/PI双染色法测定则进一步证实了上述结果。活性氧检测结果证明ZnO NPs可诱导GC-1 spg细胞产生氧化应激(P<0.05)。Western blot结果显示GC-1 spg细胞内Atg-5,Beclin-1,LC3-II及LC3-II/LC3-I蛋白表达水平明显增加,电镜结果显示GC-1 spg细胞内自噬泡数量明显增多。提示ZnO NPs可诱导GC-1 spg细胞自噬。GC-1 spg细胞在用NAC抑制氧化应激后显示,被抑制的细胞活性有所缓解且ZnO NPs对细胞凋亡的诱导作用明显减弱。以上结果表明氧化应激参与了ZnO NPs对GC-1 spg细胞凋亡的诱导。与此同时,细胞被抑制氧化应激后GC-1 spg细胞内自噬相关蛋白的表达水平明显降低,自噬泡也有所减少。提示氧化应激也参与了ZnO NPs对GC-1 spg细胞自噬的诱导。用自噬抑制剂3-MA处理GC-1spg细胞后,ZnO NPs对GC-1 spg细胞活性的抑制和细胞凋亡的诱导明显降低。结论:氧化应激参与了ZnO NPs对小鼠GC-1 spg细胞凋亡和自噬的诱导。自噬抑制可显著降低ZnO NPs诱导的GC-1 spg细胞凋亡。