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镉是广泛存在于环境中的重金属污染物,由于其累积毒性可对机体造成极大的损害。它可对机体的多个器官造成损害,其中肾脏和骨骼是镉主要的毒害器官。镉骨毒性相关的文献报道很多,但镉暴露对成骨细胞自噬和凋亡方面的报道较少。因此,本研究通过建立体外大鼠原代成骨细胞镉中毒模型,探讨了镉暴露对成骨细胞自噬和凋亡的影响以及自噬对凋亡的作用。以不同浓度的醋酸镉(0、1、2、5μmol/L)处理原代大鼠成骨细胞12h或2 μmol/L醋酸镉处理成骨细胞0、1、2、3、6、12 h,免疫印迹检测Bax、Bcl-2、Cleaved-PARP的蛋白表达,hoechst 33258染色观察细胞核的变化来研究镉能否诱导细胞凋亡；不同浓度的醋酸镉(0、1、2、5μmol/L)处理原代大鼠成骨细胞1h或2μmol/L 醋酸镉处理成骨细胞0、1、2、3、6、12 h,免疫印迹检测LC3-Ⅱ Beclin-1的表达量,MDC染色法、AO染色法、免疫荧光观察LC3的聚点现象来探究镉暴露细胞的自噬水平；镉、雷帕霉素(RAP)单独或共处理,氯喹(CQ)、镉单独或共处理及RNA干扰,免疫印迹测定LC3-Ⅱ的表达量、流式细胞术测定凋亡率来研究自噬对凋亡的作用。结果表明：①0、1、2、5 μmol/L醋酸镉处理大鼠成骨细胞12h或2 μmol/L醋酸镉处理细胞1、2、3、6、12 h,与对照组相比,染镉组Bax/Bcl-2比值显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01),Cleaved-PARP蛋白表达量极显著上调(P<0.01)；染镉能引起成骨细胞核形态的改变,出现核皱缩、染色质凝集等典型的凋亡特征,且随着染镉浓度的增强,发生核形态改变的细胞数增多。②与对照组相比,2μmol/L处理成骨细胞1h后,MDC荧光强度增强,出现明亮的点状结构；染镉组细胞出现明显的LC3聚点现象；0、1、2、5 μmol/L醋酸镉处理大鼠成骨细胞1h后,与对照组相比,1、2μmol/L染镉组AO染色红色荧光强度显著或极显著增强(P<0.05或P<0.01),而5 μmol/L染镉组红色荧光强度极显著下降(P<0.01)；不同浓度的醋酸镉处理成骨细胞1h后,随着染镉浓度的增加,LC3-Ⅱ的表达量先增加、后降低,且与对照组相比,1、2 μmol/L染镉组LC3-Ⅱ表达量显著升高；Beclin-1蛋白表达的变化与LC3-Ⅱ基本一致。2 μmol/L醋酸镉处理成骨细胞不同时间后,随着染毒时间的延长,LC3-Ⅱ表达量先增加、后降低,且与对照组相比,染毒3h后(包括3h)LC3-Ⅱ表达量显著下调(p<0.01)；Beclin-1蛋白表达的变化与LC3-Ⅱ相似。③与单独染镉组相比,RAP与镉联合处理组及CQ与镉联合处理组,LC3-Ⅱ蛋白表达量均显著升高；RAP与镉联合处理组细胞凋亡率极显著降低(p<0.01),CQ与镉联合处理组细胞凋亡率极显著升高(p<0.01)：Beclinl RNA干扰后,与单独染镉组相比,Beclin1 RNA干扰后染镉组的Beclin1、LC3-Ⅱ表达量均极显著降低(p<0.01),细胞凋亡率也极显著升高(p<0.01)。表明镉能诱导大鼠成骨细胞凋亡,引起细胞自噬水平的改变。镉能通过抑制自噬增加细胞凋亡,自噬对细胞具有保护作用。