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目的通过体外PC12细胞实验,探讨锰染毒对神经细胞PI3K/Akt信号通路的影响及该信号通路在锰致神经细胞氧化应激、凋亡过程中的作用。02575125μM Mn SOPC12方法采用0,25,75,125μM硫酸锰(Mn SO4)分别对PC12细胞进行染毒24小时后,在倒置相差显微镜下观察细胞形态,应用CCK8法测定其存活率,Annexin V-FITC细胞凋亡试剂盒检测其凋亡率,南京建成试剂盒检测其SOD、GSH-Px、CAT及MDA水平,Western Blot法测定其PI3K/Akt信号通路相关蛋白Akt、Fox O3的相对表达量表达及其磷酸化水平,荧光实时定量PCR法测定其Bcl-2、Bax、Caspase-3 m RNA相对表达水平。此外,采用浓度为50μM的PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002提前处理PC12细胞1小时后Mn SO4染毒,染锰剂量、时间、检测指标同上述染毒实验。结果:(1)随着染锰剂量的增加,PC12细胞内SOD、GSH-Px、CAT活力降低,MDA含量升高。高剂量组SOD、GSH-Px活力分别为(219.308±6.602)U/ml、(189.383±17.824)U均显著低于对照组、低剂量组及中剂量组(P<0.05)。中、高剂量组CAT活力(10.832±1.395)U/ml、(9.202±1.046)U/ml均显著低于对照组与低剂量组(P<0.05)。高剂量组MDA含量为(11.912±2.734)nmol/L,显著高于对照组及低、中、高剂量组(P<0.05)。(2)随着染锰剂量的增加,PC12细胞PI3K/Akt信号通路相关磷酸化蛋白表达水平显著增加。各染锰组p-Akt、p-Fox O3蛋白表达水平及p-Akt/Akt、p-Fox O3/Fox O3比率均显著高于对照组(P<0.05)。(3)随着染锰浓度的增加,PC12细胞凋亡率增加;各组间凋亡率有显著性差异(P<0.05),对照、低、中、高剂量组凋亡率分别为(-0.002±8.049)、(7.093±2.905)、(17.614±2.678)、(34.529±1.739)。Bax基因m RNA表达水平呈增高趋势;Bcl-2、Caspase-3基因m RNA表达水平呈降低趋势。中、高剂量组Bcl-2基因m RNA相对表达量分别为(0.776±0.031)、(0.418±0.030)均显著低于低剂量组(0.984±0.034)及对照组(P<0.05)。高剂量组Bax基因m RNA相对表达量为(2.496±0.281)显著高于对照组、低剂量组(1.103±0.027)及中剂量组(1.327±0.043)(P<0.05)。低、中、高剂量组Caspase-3基因m RNA相对表达量分别为(0.897±0.038)、(0.547±0.035)、(0.473±0.008),均显著低于对照组(P<0.01)。细胞形态也随着染锰浓度的增加发生不同程度的改变。(4)p-Akt蛋白、p-Fox O3蛋白相对表达量与氧化应激指标SOD、GSH-Px、CAT、MDA均有显著相关性。其中,p-Akt蛋白相对表达量与SOD、GSH-Px、CAT呈负相关性,相关系数分别为-0.774,-0.947,-0.802(P<0.01);与MDA呈正相关性(r=0.766,P<0.01)。p-Fox O3蛋白相对表达量与SOD、GSH-Px、CAT呈负相关性,相关系数分别为-0.766,-0.946,-0.826(P<0.01);与MDA呈正相关性(r=0.773,P<0.01)。(5)p-Akt蛋白、p-Fox O3蛋白相对表达量与凋亡指标Bcl-2、Caspase-3、Bax均有相关性。其中,p-Akt蛋白相对表达量与Bcl-2、Caspase-3呈负相关性,相关系数分别为-0.819,-0.969(P<0.01);与Bax呈正相关性(r=0.732,P<0.01)。p-Fox O3蛋白相对表达量与Bcl-2、Caspase-3呈负相关性,相关系数分别为-0.831,-0.879(P<0.01);与Bax呈正相关性(r=0.804,P<0.01)。(6)PI3K/Akt信号通路抑制剂+锰染毒组与仅有锰染毒组相比,随着染锰浓度的增加,PC12细胞内SOD、GSH-Px、CAT活力呈降低趋势且比锰染毒组更低,MDA含量呈增高趋势且比锰染毒组更高(P<0.05);PC12细胞凋亡率呈上升趋势,且各抑制剂+锰染毒组的凋亡率均高于锰染毒组(P<0.05);抑制剂+锰染毒组Bcl-2 m RNA相对表达量显著均低于各锰染毒组(P<0.05),Bax、Caspase-3 m RNA相对表达量显著均高于各锰染毒组(P<0.05)。结论:(1)Mn SO4染毒可导致PC12细胞形态发生改变,降低细胞的存活率,升高细胞的凋亡率。(2)Mn SO4染毒可引起PC12细胞氧化应激水平增高,抗氧化能力下降。(3)Mn SO4染毒可激活PI3K/Akt信号通路。(4)PI3K/Akt信号通路在Mn SO4的神经毒性中可能发挥保护作用。