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目的:镉是一种生物蓄积性强、毒性持久的重金属元素,易在生物体内富集,会引起男性生殖系统损伤,导致精子畸形、不孕不育等病症。睾丸对镉最为敏感,所以进一步探索镉致睾丸支持细胞的损伤机制,对于治疗镉致睾丸组织损伤有着重要意义。另外,镉致睾丸损伤目前尚无理想的治疗方法,本课题组以往研究发现骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）移植对于镉致大鼠睾丸损伤的修复有显著的作用,但是其主要修复机制并不清楚。因此本文通过建立氯化镉致大鼠睾丸支持细胞损伤的体外模型,探讨氯化镉对睾丸支持细胞的损伤作用及凋亡在损伤中的作用机制;然后通过收集BMSCs条件培养基（BMSCs-CM）与镉损伤的睾丸支持细胞进行共培养,探讨BMSCs来源的条件培养基对氯化镉致支持细胞损伤的修复作用及其机制。方法:镉对大鼠睾丸支持细胞的损伤作用:原代培养大鼠睾丸支持细胞并扩增传代,通过HE染色、苏丹Ⅳ染色、富尔根染色进行鉴定,CCK-8法检测氯化镉对支持细胞毒性,确定暴露剂量为0、20、40和80μmol/L,给予支持细胞氯化镉溶液处理24 h,0μmol/L CdCl2组加入等体积PBS。透射电镜下观察镉对支持细胞超微结构的改变,AnnexinⅤ-FITC/PI法检测镉暴露后支持细胞凋亡率的变化,双免疫荧光法检测Bax与Bcl-2蛋白表达,Western Blot检测支持细胞线粒体途径细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、XIAP、Smac、Cleaved Caspase-3、Caspase-3和Caspase-7表达。BMSCs条件培养基对镉致大鼠睾丸支持细胞损伤的修复作用:出生57天Wistar大鼠BMSCs原代培养,纯化、扩增。第3代BMSCs的周期以及表面标志CD90和CD45用流式细胞仪检测;第3代BMSCs诱导分化成脂肪细胞和成骨细胞,用油红O和茜素红染色鉴定。收集第35代BMSCs的条件培养基并超滤浓缩15倍。支持细胞分为0μmol/L CdCl2组和40μmol/L CdCl2组,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组（支持细胞暴露镉后加入凋亡抑制剂Z-VAD-FMK）,40μM CdCl2+15×BMSCs-CM组（支持细胞镉暴露后与BMSCs条件培养基共培养）。双免疫荧光法标检测Bax与Bcl-2蛋白表达,免疫荧光法检测支持细胞的Smac和XIAP蛋白表达,Western Blot检测线粒体途径细胞凋亡相关蛋白Caspase-3、Cleaved Caspase-3的表达。结果:镉对大鼠支持细胞损伤:支持细胞原代培养、传代扩增后,HE染色观察支持细胞有突起,形态不规则,苏丹Ⅳ染色可见染为橙色的脂滴,富尔根染色可见双极小体,表明所培养为支持细胞。CCK-8结果显示,支持细胞活性随氯化镉染毒时间和剂量的增加而逐渐下降。电镜结果显示0μmol/L CdCl2组线粒体结构清晰,核膜完整。镉暴露后,细胞器数量减少,线粒体肿胀,嵴结构发生断裂,80μmol/L CdCl2组出现染色质浓缩边聚集。AnnexinⅤ-FITC/PI结果显示支持细胞凋亡率随染毒剂量增加而增高（P<0.05）。双免疫荧光结果表明,Bax/Bcl-2比值和Bax的表达随镉暴露剂量增加而增高（P<0.05）,Bcl-2的表达随镉暴露剂量增加而降低（P<0.05）,各剂量组间差异具有显著性（P<0.05）。Western Blot结果显示随着镉暴露剂量的升高,Bax/Bcl-2的比值、Bax、Cleaved Caspase-3、Smac和Caspase-7表达逐渐升高（P<0.05）,而Bcl-2、XIAP、Caspase-3表达随暴露剂量升高降低,各剂量组间差异具有显著性（P<0.05）。BMSCs条件培养基对镉暴露致支持细胞损伤的修复:BMSCs贴壁纯化、传代扩增后,细胞呈长梭形,流式细胞仪检测第3代BMSCs大部分处于G1期,细胞基本不表达CD45,高表达CD90;诱导后可以向脂肪细胞和成骨细胞分化。CCK-8结果显示,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组和40μM CdCl2+15×BMSCs-CM组细胞毒性显著低于40μmol/L CdCl2组（P<0.05）。光学显微镜下观察,40μmol/L CdCl2组细胞皱缩、脱落,细胞数量减少,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组和40μmol/L CdCl2+15×BMSCs-CM组,细胞数量增多,细胞形态较为完整。双免疫荧光染色结果显示,与0μmol/L CdCl2组相比,40μmol/L CdCl2组Bax/Bcl-2比值和Bax蛋白的表达显著增加,Bcl-2蛋白的表达显著降低（P<0.05）,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组和40μmol/L CdCl2+15×BMSCs-CM组Bax/Bcl-2比值和Bax蛋白的表达较40μmol/L CdCl2组显著降低,Bcl-2表达显著增高（P<0.05）;免疫荧光检测Smac蛋白的表达结果为40μmol/L CdCl2组最高,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组和40μmol/L CdCl2+15×BMSCs-CM组较40μmol/L CdCl2组显著降低（P<0.05）;XIAP蛋白表达结果为40μmol/L CdCl2组最低,40μmol/L CdCl2+Z-VAD-FMK组和40μmol/L CdCl2+15×BMSCs-CM组较40μmol/L CdCl2组显著增加（P<0.05）;Western Blot检测结果显示,40μmol/L CdCl2组支持细胞的Cleaved Caspase-3表达显著高于其他组,Caspase-3表达显著低于其他组（P<0.05）。结论:1.氯化镉能够导致大鼠睾丸支持细胞损伤。Smac-XIAP通路介导的线粒体途径的凋亡可能是氯化镉致支持细胞损伤的作用机制之一。2.骨髓间充质干细胞来源的条件培养基能够修复氯化镉致睾丸支持细胞损伤。抑制Smac-XIAP通路介导的线粒体途径凋亡的发生可能是BMSCs修复氯化镉致支持细胞损伤的作用机制之一。