随着现代工农业的不断发展,镉污染已广泛存在于空气、水体和土壤中,并随着植物体迁移和食物链富集,最终直接和间接的危害人和动物的健康。镉是目前环境中分布最广、危害最大的重金属污染之一,易在人体内蓄积。本实验通过研究镉离子处理后,MCF-7细胞内3种一氧化氮合酶的变化、氧化胁迫的变化、氧化胁迫所引起的eIF2a磷酸化的变化、以及由此引发相关细胞效应间的关系,初步构建镉离子诱导的MCF-7细胞NOS信号通路。本研究发现1.00E-3mol/L的镉离子导致MCF-7细胞总NOS活性降低,且在30min时可出现显著变化；对其mRNA基因表达水平检测发现,镉离子处理后细胞的三种NOSmRNA出现不同程度的代偿性上调,均在6h时被显著诱导。用蛋白免疫印迹技术分析iNOS和nNOS蛋白表达量发现,两种蛋白的表达量均在0～8h出现波动,而非一直随着mRNA水平的增加而上调。这是由镉离子刺激MCF-7细胞后引起细胞ROS水平的上调,导致eIF2α磷酸化程度加深所引起的。eIF2α的磷酸化能抑制蛋白表达水平下降的,这就解释了为何NOS mRNA的水平与蛋白表达水平不相符,但更深入的调控机理还有待于进一步的研究。另外,实验证明了金属镉离子刺激MCF-7细胞后,细胞内ROS水平的增加是引起细胞凋亡,DNA片段化降解的一个重要原因,这为人和动物的镉中毒、乳腺癌相关疾病的治疗提供了新思路。镉离子刺激后NOS及其相关蛋白的变化也初步证实镉刺激下NOS信号通路的生物学效应原理,为今后采用NOS信号通路进行重金属镉的生物安全性评估提供了理论依据。