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镉（cadmium,Cd）是一种有毒重金属,通常以二价离子形式存在,是最具毒性的环境和工业污染物之一。Cd具有强烈的生物毒性,长期暴露在Cd环境中会导致肾脏、肝脏、肺、胰腺、睾丸以及骨骼等组织器官中积累大量的Cd,并造成严重的器官功能异常。此外,Cd还可以穿透血脑屏障在大脑神经元中积累,造成神经元产生过量活性氧,引发氧化应激甚至导致神经元凋亡,目前发现Cd也是阿尔兹海默症、帕金森病等神经退行性疾病的重要诱因。由于Cd不是机体的必需元素,人们普遍认为体内的Cd可能是通过专门用于必需金属的转运机制进入细胞的。据研究,体内能够转运Cd进入细胞的载体通道有很多种,主要包括铁离子转运载体、钙离子通道、锌调控蛋白等。对人成骨细胞的研究发现,TRPM7是Cd进入该细胞的重要通道。TRPM7属于TRP超家族的一个蛋白,是一个非选择性阳离子通道,对Ca2+、Mg2+等具有很高的渗透性,TRPM7在包括脑组织的几乎所有组织中都有表达,并且参与多种生理过程。因此我们认为TRPM7也可能是Cd进入中枢神经细胞的重要途径,但是,TRPM7通道是否参与镉引起的神经元损伤目前尚未见报导。源自于大鼠肾上腺嗜铬细胞肿瘤的PC12细胞具有交感神经元的特性,可合成和分泌儿茶酚胺类神经递质。大量的实验研究证实,PC12细胞和神经元具有很多生理学和药理学的共性。因此,PC12细胞是一种被广泛用作神经元功能研究的细胞系。在本研究中,首先通过PC12细胞构建体外神经元镉损伤模型,在此基础上给予TRPM7通道阻断剂NS8593,利用MTT和乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）细胞毒性检测,观察阻断TRPM7通道对镉导致细胞损伤的影响;利用细胞内活性氧（reactive oxygen species,ROS）、丙二醛（malonic dialdehyde,MDA）、超氧化物岐化酶（superoxide Dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）检测细胞氧化应激水平;利用线粒体膜电位（mitochondrial membrane potential,MMP）、TUNEL和DAPI染色、Western Blot观察阻断TRPM7通道对镉导致PC12细胞损伤的作用及分子机制。研究结果:1.构建PC12细胞镉损伤模型。用含有不同浓度CdCl2（0.5、1、5、10和20μM）的细胞培养液培养PC12细胞24 h,筛选合适的镉损伤浓度。MTT结果显示,镉浓度为5 μM与10 μM时,PC12细胞的细胞活力分别为（56.87±0.02）%和（42.95±0.01）%,因此我们选取Cd浓度为5μM与10 μM进行后续实验。2.TRPM7阻断剂NS8593显著抑制了镉导致的PC12细胞损伤。MTT结果显示,与单纯镉处理24 h相比,同时给予10、20或40 μMNS8593均能显著提高PC12细胞的存活率,我们在后续实验中均选取了20 μM NS8593。LDH检测结果也显示,20 μMNS8593能显著降低镉（5μM、10μM）导致的细胞损伤。3.TRPM7阻断剂NS8593显著抑制镉导致的PC12细胞氧化应激。ROS结果显示,镉（5μM、10 μM）处理4 h后,PC12细胞内ROS水平明显升高,而20μM NS8593能显著降低镉（5μM、10 μM）诱导的ROS的生成。细胞MDA含量、SOD和CAT活性结果显示,镉（5 μM、10μM）处理24h后,PC12细胞MDA水平明显升高,SOD、CAT活性显著降低,给予20 μMNS8593则能显著降低镉（5μM、10 μM）诱导的MDA的生成增加,增加SOD、CAT酶活性。4.TRPM7阻断剂NS8593显著抑制镉导致的PC12细胞凋亡。MMP结果显示,镉（5 μM、10μM）处理4 h后,PC12细胞线粒体膜电位明显下降,20 μMNS8593能显著提高镉（5 μM、10 μM）导致的线粒体膜电位下降。TUNEL和DAPI染色观察细胞凋亡情况,结果表明,20μMNS8593能显著抑制镉（5μM、10μM）诱导的细胞凋亡。为进一步探究NS8593对镉诱导细胞凋亡的作用机制,Western blot观察Bc1-2与Bax蛋白的表达情况,并观察了 Erk1/2、Akt信号通路的变化情况。Western blot结果分析表明,20 μM NS8593能显著下调镉诱导的Bax/Bcl-2比值的上升,同时发现20 μM NS8593能显著抑制镉诱导Erk1/2、Akt磷酸化水平的升高。研究结论:1.TRPM7通道参与PC12细胞对镉的摄取,阻断TRPM7通道能够降低镉导致的PC12细胞损伤。2.TRPM7通道阻断剂NS8593可能通过调控Erk1/2、Akt信号通路,抑制了镉诱导的氧化应激,改善了镉诱导的神经元凋亡,这将为治疗镉诱导神经退行性疾病提供新思路。