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锌是人体所必需的微量元素，广泛参与细胞的增殖和分化、核酸与蛋白质的合成以及其它许多重要的生理活动。人体内锌离子缺乏会导致免疫力下降、男性生殖功能减退等问题;然而锌离子过剩，也会引发缺铁性贫血、心血管疾病发病率增加等问题。因此，维持体内锌离子的动态平衡、对于人体健康有着极其重要的作用。越来越多的证据表明锌对细胞各个层面的信号转导具有直接的信号功能。早在1986年，Grummt et al就提出锌是第二信使，参与胞内信号转导，但是，至今人们还没有完全掌握锌在细胞信号通路中的调节功能，只是提出了一些假设。这在很大程度上，是因为许多有关锌的生理活性和生物功能的认识，是通过细胞缺锌时的非正常状态（如细胞凋亡）、基因的非正常表达（如转运蛋白基因表达下降从而影响信号转导）、或有机体的不良反应（如疾病的发生）来总结得到的，并没有进行直接正面的研究。 对此，首先考察了不同浓度外源锌离子对不同细胞株(HCT116、A549、MDA-MB-231、293T、HUVEC、HePG2)生长状态的影响。CCK-8(WST-8)实验结果显示，给予细胞株125μM以下硫酸锌的刺激，对其生长状态不会产生明显的影响，但高于300μM时，则可完全抑制细胞株的生长;然后运用RT-PCR检测了不同浓度硫酸锌(0μM、100μM、200μM ZnSO4)刺激不同细胞株后，其重要锌相关转运蛋白、锌相关转录因子、锌结合蛋白等蛋白mRNA的表达变化情况。结果显示，硫酸锌刺激细胞株6小时后，细胞株锌转运蛋白ZnT和ZIP家族成员的mRNA表达谱基本相似，且大部分都随锌离子浓度增加而有上升的趋势，但上升幅度各有差异;同时，我们利用激光共聚焦荧光显微镜成像(CONFOCAL)技术观察了不同浓度硫酸锌刺激细胞株不同时间后，不同细胞株细胞质内游离态锌离子含量的变化，以及锌离子在细胞质中的分布情况。硫酸锌刺激细胞株6小时，24小时后细胞质内游离态锌离子浓度明显增加，但分布不均一。 进一步，我们选取了A549细胞，深入探讨了100μM硫酸锌刺激A549细胞株不同时间后，细胞内MT1、MTF1、ZnT1、ZIP1四种基因mRNA的变化情况。结果显示，硫酸锌刺激A549细胞株6-8小时后，这些基因mRNA的表达达到最大值;同时检测了不同浓度硫酸锌刺激A549细胞株6小时后，MT1、MTF1、ZnT1、ZIP1四种基因mRNA的变化情况。结果显示，MT1的mRNA水平增加最为显著，MTF1mRNA基本没有变化;最后，我们通过Western Blotting检测了100μM硫酸锌刺激A549细胞株不同时间后，细胞内多种锌相关蛋白表达的变化情况，结果显示ZnT1蛋白在10小时左右达到峰值并维持到24小时，48小时后基本恢复到本底水平，MTF1、ZIP1、ZIP9、ZnT6蛋白质表达变化不大。 初步研究结果显示，不同细胞株对硫酸锌的耐受情况不同，但高浓度硫酸锌可抑制细胞的生长;外源锌刺激细胞株后，细胞质内游离态锌离子含量明显增加;不同细胞株中ZnT和ZIP家族成员对锌离子刺激的应答有差异，但总体呈现出上升趋势;MT1作为主要的锌离子结合蛋白对外源锌的刺激最为敏感;MTF1是主要的锌相关转录因子，在外源锌刺激后表达水平并没有明显变化，这与MTF1在结合锌离子后从细胞质转运到细胞核内激活基因转录的作用方式相吻合。