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目的:丙烯腈（acrylonitrile,ACN）,是一种无色、具苦杏仁味的高毒类腈化物,是合成树脂、合成纤维、合成橡胶等高分子材料生产中的重要原料,其制成品在日常生活和生产过程中使用广泛;电脑、电视、汽车等相关行业对ACN的需求量不断增加,近年来的生产量和需求量逐年上升,职业接触人群也迅速扩大。众多实验表明ACN具有多方面的毒性效应,可引起肝脏、血液、神经、消化道和生殖系统等损害,是确定的动物致癌物,是致突变剂和潜在的人致癌剂。本研究旨在探讨体外细胞的增殖、胞浆钙离子浓度、线粒体膜电位、膜完整性及凋亡在ACN毒性中的变化,以及这些指标变化间的关联,为丙烯腈毒理学的研究提供一定的依据。方法:通过MTT比色法和台盼兰拒染法检测不同浓度ACN作用于V79细胞（中国仓鼠肺成纤维细胞）不同时间后细胞存活率的变化,了解浓度-时间-毒性效应之间的关系;用电镜技术观察细胞超微结构的变化;采用流式细胞术和激光共聚焦技术,通过相应的荧光探针检测不同浓度ACN对V79细胞作用不同时间后,细胞内游离钙离子超载情况（用荧光探针Fluo-3/AM）、细胞膜通透性（用荧光试剂碘化丙啶,PI）、线粒体膜电位的变化（荧光探针罗丹明-123,JC-1）;用Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒,通过流式细胞术检测细胞凋亡率。结果:丙烯腈从8μmol/L（作用4h）开始即对V79细胞生长产生明显抑制作用,细胞存活率呈浓度-时间依赖性,台盼兰拒染法和MTT比色法检测的毒性作用效应谱不完全一致。ACN染毒12h、24h后透射电镜观察显示,在8～1000μmol/L组细胞膜未见明显破损,在5000μmol/L组细胞超微结构明显改变,细胞膜、核膜不完整,线粒体内膜嵴消失,只留线粒体轮廓,可见明显肿胀伴脊气球样变,排列混乱,同时伴有大量脂滴聚集,膜明显破损;流式细胞仪检测显示,在染毒4h、12h、24h时,PI着色率在8～1000μmol/L组均很低（<5%）,在5000μmol/L组陡然上升;在设置的4个浓度范围内,胞内Ca2+浓度随ACN浓度的增加而增加,且有统计学意义（P<0.05）;线粒体膜电位水平随ACN浓度的增加逐渐降低（P<0.05）,呈浓度依赖关系;Annexin V-FITC/PI双标法显示,丙烯腈对V79细胞有促凋亡作用。结论:本研究结果显示,①在体外培养条件下,ACN可以明显抑制V79细胞的增殖并呈浓度依赖关系;MTT法和台盼蓝拒染法的毒性效应谱不完全一致。②透射电镜观察可见高浓度丙烯腈（5000μmol/L）可引起V79细胞膜完整性的改变;中低浓度组（≤1000μmol/L）透射电镜下未见细胞膜性结构明显变化的迹象,却可见PI染色。提示PI染色在观察生物膜损伤方面的敏感性要高于电镜超微结构观察。③流式细胞仪检测结果显示,ACN可诱导V79细胞浆游离Ca2+浓度持续性升高,且Ca2+浓度的变化幅度比线粒体膜电位的变化幅度大,可能敏感性更高。但增加的Ca2+是来自胞外钙,还是来自胞内钙库如内质网和线粒的释放有待进一步探讨。④流式细胞术及激光共聚焦技术检测结果显示,V79细胞膜电位显著降低发生在40μmol/L丙烯腈用药后12h;而Annexin V检测凋亡指标发生显著性改变在200μmol/L作用12h以后;丙烯腈诱导V79细胞凋亡时细胞膜电位降低早于Annexin V凋亡检测指标,因此推测细胞膜电位崩溃发生在磷脂酰丝氨酸外翻之前,是线粒体凋亡通路的上游事件。⑤研究结果提示,ACN具有膜毒性,可诱导细胞膜对Ca2+的通透性增加,致使胞内离子浓度发生改变,进而使依赖膜内外两侧电位差存在的跨膜电位发生变化,胞浆钙离子、膜电位相互影响成恶性循环,继而可激活磷酸化酶A,破坏细胞膜结构和膜磷脂成分,最终可能导致细胞膜结构的损伤,细胞死亡,也可诱发癌变。胞浆Ca2+超载和膜电位降低是ACN生物膜毒性致损的早期机制之一。