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四氯苯醌(TCBQ)过去常被用作防腐剂和农药产品,它可通过食物链进入生物体而损害机体健康。本课题组之前报道指出TCBQ能诱导HepG2细胞产生活性氧和细胞遗传毒性,但其是否具有神经毒性尚未有研究,所以明确其毒性及机制为寻找新的减毒措施,指导临床合理用药具有重要意义。醌类结构的物质在体内的氧化还原过程会产生大量的活性氧(ROS),进而发生氧化应激反应,引起酶、氨基酸、蛋白质的氧化破坏,从而引起机体疾病如衰老、肿瘤、突变及炎症等。ROS影响着细胞的生化过程,是诱导细胞凋亡的一个重要因子。细胞凋亡是一种主动的过程,是细胞对环境的生理性病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其与多细胞生物的发育、分化、稳态维持及某些疾病发生等多种生命活动都密切相关。细胞凋亡主要包括三条信号转导通路：死亡受体途径、线粒体依赖途径和内质网途径。大鼠肾上腺嗜铬骨髓瘤细胞(PC12细胞)被广泛用于神经生物学和神经毒理学的研究,因此本文选用PC12细胞作为研究对象。首先采用AO/EB染色鉴别凋亡坏死,DAPI, Hoechst染色鉴别不同浓度的TCBQ对于细胞形态的影响。用JC-1荧光探针检测到TCBQ能诱导细胞膜电位的下降,从而改变细胞膜通透性,引起细胞色素c的释放。通过Western Blot实验可以检测出TCBQ作用后,可以激活死亡受体而使无活性的Caspase 8活化为有活性的Caspase 8,后者激活Bid使之裂解为有活性的t-Bid (truncated Bid),进而激活线粒体凋亡通路。进一步地,我们发现TCBQ诱导的凋亡信号通路为如下步骤,首先,TCBQ激活死亡受体凋亡通路,并通过Caspase 8酶切激活Bid,其产物t-Bid诱导Cyt c从线粒体中释放出来,进而激活了线粒体通路。通过免疫荧光双染实验,观察到Bid在TCBQ作用后,从细胞核或细胞质转移至线粒体上。细胞凋亡可能与氧化应激反应有关,因此我们观察TCBQ暴露下PC12细胞内氧化应激水平。用DCHF-DA荧光探针检测ROS水平,结果显示TCBQ能明显引起ROS水平上调,而抗氧化剂NAC能显著的下调ROS水平。用试剂盒检测GSH、MDA和蛋白质羰基含量,实验结果显示MDA和蛋白质羰基含量呈浓度依赖性增加,GSH含量呈浓度依赖性减少。通过WB实验进一步发现,NAC能显著的抑制TCBQ引起的Caspase 8/t-Bid通路表达。以上研究表明,四氯苯醌通过激活Caspase 8/t-Bid通路从而诱导PC12细胞凋亡。通过本研究,可以进一步完善TCBQ对细胞毒性的作用机制,为TCBQ的神经毒性提供重要的理论依据,进而为TCBQ诱导产生的神经性疾病的预防和治疗提供新思路。