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[背景]自噬是一种在进化上高度保守,依赖溶酶体降解长寿命蛋白、大分子和细胞器等物质的过程.环境应激可诱导细胞自噬的发生,自噬过程有助于维持细胞的动态平衡,防止生物体的损伤,但过量持续的自噬会破坏细胞内的细胞器和重要的蛋白质导致细胞死亡,这种死亡方式是非caspase依赖的程序性死亡.镉(Cd)是具有很强毒性的重金属,低浓度的镉就具有神经毒性,能严重影响神经系统的功能,体外研究表明镉可激活一系列级联反应,导致神经细胞发生凋亡和坏死,但在此过程中是否有自噬的参与,尚未见有相关文献报道.[目的]本研究以大鼠大脑皮质神经细胞和大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC-12)为模型,探讨Cd对两种细胞的毒性效应以及自噬在损伤中的作用和调节机制,进一步揭示镉的神经毒性作用机理.[方法]为检测Cd在处理两种细胞的过程中是否发生了自噬现象,以不同浓度(0、2.5、5、10、20μmol/L)的处理细胞24h,20μmol/L Cd处理不同时间(0～24h),MTT法检测细胞活性,Western印迹检测细胞LC3蛋白表达水平,免疫荧光观察LC3聚点现象,透射电镜观察自噬结构；为探讨自噬和凋亡的相互关系,电镜检测凋亡形态学变化,分别利用caspase抑制剂Z-VAD-fmk,自噬特异性阻断剂羟氯喹(CQ)和促进剂雷帕霉素(RAP)联合Cd作用细胞,流式细胞术测定细胞凋亡率变化；为研究自噬在Cd毒性损伤中的作用,分别利用CQ和RAP联合Cd作用细胞,检测LC3的表达变化,测定细胞活性；为探讨class Ⅲ PI3K/beclin-1/Bcl-2通路在Cd神经毒性中作用,检测Cd在不同浓度和不同时间以及以及联合PI3K激酶的特异性抑制剂LY294002后,class Ⅲ PI3K、beclin-1、Bcl-2和LC3的表达.[结果]随着Cd剂量的增加和处理时间的延长,细胞活性显著降低,呈明显的时间-效应和剂量效应关系；随着Cd剂量的增加,LC3Ⅱ的表达显著增加,20μmol/L Cd作用细胞4h后,LC3Ⅱ表达量最高,随后逐渐降低；20μmol/L Cd作用细胞4h,神经细胞发生明显的聚点现象(p＜0.01),出现典型的自噬体结构,表明Cd能诱导细胞发生自噬；20μmol/L Cd作用24h,细胞出现明显的凋亡现象,应用CQ,凋亡率显著升高(p＜0.01),应用Z-VAD-fmk和RAP,凋亡率显著降低(p＜0.01),表明自噬延迟了凋亡的发生；应用CQ和RAP,LC3Ⅱ的表达量均显著增加,CQ能降低细胞活性,而RAP使细胞活性增强,表明Cd诱导的自噬是保护性的；Cd能促进class Ⅲ PI3K、beclin-1、Bcl-2蛋白表达量升高,LY294002能明显降低classⅢ PI3K、beclin-1、Bcl-2、LC3的表达,表明PI3K/beclin-1/Bcl-2通路在Cd诱导的自噬中发挥正调控作用.[结论]Cd能诱导神经细胞发生保护性自噬,自噬可能通过延迟凋亡和激活PI3K/beclin-1/Bcl-2通路降低Cd造成的神经细胞毒性损伤.