目的:在化学元素周期表中,原子序数从57到71的镧系元素以及同族的钪和钇都属于稀土元素（Rare Earth Elements,REEs）。REEs被广泛应用于军事、工业、农业、医疗等领域。Hao等人的横断面研究发现,与对照地区相比,稀土矿区非采矿业暴露的永久居民的成年人口尿中的REEs,具有较高组成比例的3种稀土元素为La、Ce、Nd,且儿童对稀土元素的暴露更加敏感;中枢神经系统是人体最重要的系统之一,对REEs的毒作用十分敏感。La可在脑内产生蓄积作用,导致神经系统损伤和功能障碍,因此,我们可把La作为代表性元素,研究其所致神经系统疾病的发病机制。星形胶质细胞在促进神经元存活、维持神经元的完整性、刺激突触形成和功能、神经递质的循环等方面发挥着重要作用。它在执行各项功能时需要消耗大量能量。作为细胞的“动力源”,线粒体为细胞进行各项生命活动提供能量支持,在细胞分化、细胞死亡调节、钙稳态和神经发生等方面发挥着关键作用。在中枢神经系统（CNS,central nervous system）中,神经元生存和兴奋性所需的充足能量供应主要依赖线粒体,大脑更容易出现线粒体功能障碍。研究La对于星形胶质细胞及其线粒体的影响,有利于探明其引发的神经系统疾病的发病机制。线粒体是细胞内除内质网外的第二大钙库,对胞质Ca2+具有缓冲作用;而Ca2+也可调节线粒体合成ATP、动力学过程乃至细胞凋亡等方面。线粒体呼吸链是内源性ROS的主要来源,而ROS的积累衍生是发生了氧化应激的基本特征。越来越多的证据表明,[Ca2+]m浓度与ROS的生成互为因果。氧化应激会导致线粒体钙稳态失衡,而线粒体钙超载又会增加ROS的产生,如此恶性循环导致线粒体肿胀、能量代谢障碍、细胞受损甚至死亡。本研究采用原代培养的方法获得星形胶质细胞,用氯化镧（lanthanum chloride,LaCl3）对其进行染毒,观察La对细胞中Ca2+、ROS水平以及线粒体功能的影响,明确线粒体钙单向转运体MCU在[Ca2+]m超载、氧化应激、线粒体损伤和功能障碍中起到的重要作用,为更加深入地阐释La所致神经系统疾病的发病机制,进行有效干预、保护人群健康提供新的理论依据。研究方法:SPF级别Wistar大鼠（来自中国医科大学实验动物中心,体重260±10g;达到性成熟期）,置于温度（17-23℃）,湿度（45-55%）的实验室中饲养,雄性20只,雌性40只,雌雄配比为2:1,发现阴栓记为妊娠第0d。在新生鼠出生72h内取大脑皮质,提取并完成星形胶质细胞原代培养与鉴定后进行后续实验。首先,分别用（0,0.025,0.05,0.1,0.25,0.5和1m M）LaCl3染毒12h和24h后,检测细胞存活率,确定染毒剂量。之后,用0.1m M LaCl3处理细胞1h,2h,3h和4h后,检测如下指标:（1）星形胶质细胞形态;（2）MCU,EMRE,MICU1和MICU2的蛋白表达水平,确定蛋白表达水平最高的时间点后,分别用不同浓度（0.025,0.05和0.1m M）LaCl3处理细胞至该时间点,进一步检测MCU,EMRE,MICU1和MICU2的m RNA和蛋白表达水平;（3）星形胶质细胞ATP检测;（4）星形胶质细胞线粒体膜电位检测;（5）星形胶质细胞[Ca2+]m水平检测;（6）星形胶质细胞ROS检测;（7）星形胶质细胞MDA、GSH、SOD检测;（8）星形胶质细胞线粒体PDH、ICDH、α-KGDH活性检测;（9）星形胶质细胞线粒体复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ活性检测。结果:1.LaCl3可损伤星形胶质细胞形态;2.LaCl3可使星形胶质细胞内线粒体钙单向转运蛋白MCU、EMRE、MICU1和MICU2的表达水平显著增加;3.LaCl3可使星形胶质细胞内ATP水平和线粒体膜电位明显降低;4.LaCl3可使[Ca2+]m水平显著升高;5.LaCl3可使星形胶质细胞ROS水平升高,MDA含量上升,GSH含量下降,SOD活性降低;6.MCU特异性抑制剂Ru360可减轻La处理星形胶质细胞所致的形态变化,拮抗La诱发的ROS大量生成、MCU表达水平上调以及[Ca2+]m水平升高作用;7.LaCl3可使星形胶质细胞线粒体ICDH活性升高,PDH与α-KGDH活性降低;8.LaCl3可使星形胶质细胞线粒体复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ活性降低。结论:1.La可降低星形胶质细胞活力,损伤细胞形态;2.La可使星形胶质细胞内ATP的产生减少,线粒体膜电位下降,三羧酸循环和氧化磷酸化体系受抑,影响线粒体功能。3.线粒体钙单向转运体MCU在La诱导的星形胶质细胞钙超载和氧化应激中起到了关键作用。4.干预剂Ru360可拮抗La诱导的ROS大量生成、MCU表达水平上调以及[Ca2+]m水平升高作用。