铅暴露通过氧化应激-线粒体功能障碍-钙稳态失衡级联通路诱导鸡胚成纤维细胞凋亡的分子机制

针对铅(Pb)污染对禽类健康威胁机制不清的问题，研究人员通过鸡胚成纤维细胞(CEFs)模型，系统揭示了Pb通过诱导ROS生成、降低线粒体膜电位(ΔΨm)、激活Caspase-3/8/9级联反应及扰乱Ca2+/K+离子流等多途径协同诱导凋亡的分子机制，为禽类铅毒性防控提供理论依据。

　　

铅作为环境中广泛存在的重金属污染物，通过食物链富集对禽类健康构成严重威胁。尽管铅对哺乳动物成纤维细胞的毒性机制已有较多研究，但其对禽类成纤维细胞特别是鸡胚成纤维细胞(CEFs)的影响仍属空白。这一问题对评估铅污染对家禽养殖业的影响至关重要，因为成纤维细胞作为结缔组织核心细胞，其功能损伤将直接导致组织修复障碍、免疫防御下降等连锁反应，最终造成养殖业经济损失。

为阐明这一科学问题，锦州医科大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表研究，通过体外实验系统评估了铅对CEFs增殖和凋亡的影响。研究人员采用MTT法检测细胞活力、流式细胞术分析细胞周期和凋亡率、JC-1探针测定线粒体膜电位、Fluo-3/AM荧光标记检测细胞内Ca²⁺浓度、非损伤微测技术监测Ca²⁺/K⁺跨膜流动，并结合qPCR技术分析凋亡相关基因表达。

研究结果部分：

1. 1.

   抑制细胞增殖：铅暴露显著抑制CEFs增殖，使G₀/G₁期细胞比例从对照组的58.3%增至120μM组的78.6%，同时S期细胞减少40%，表明铅通过阻滞细胞周期抑制增殖。

2. 2.

   诱导细胞凋亡：AO/EB双染显示120μM铅处理组晚期凋亡细胞达42.5%，TEM观察到典型凋亡特征如染色质凝聚、核膜破裂。

3. 3.

   干扰线粒体功能：JC-1检测显示铅处理使线粒体膜电位降低60%，且呈剂量依赖性，提示线粒体途径凋亡被激活。

4. 4.

   扰乱钙稳态：铅暴露使细胞内Ca²⁺浓度升高3.2倍，非损伤微测技术证实铅处理后Ca²⁺由内流转为外排模式。

5. 5.

   凋亡相关基因表达：铅上调促凋亡基因BAX（4.1倍）、CASP3（3.8倍）和TP53（2.9倍），同时使抗凋亡基因BCL2表达降低67%。

讨论部分揭示铅通过多通路协同诱导CEFs凋亡：首先，铅诱导的ROS爆发引发氧化应激，直接损伤线粒体功能；其次，线粒体膜电位下降导致细胞色素c释放，激活Caspase级联反应；同时，铅扰乱Ca²⁺稳态，通过钙依赖性蛋白酶加剧细胞损伤；此外，铅通过上调p53表达调控下游凋亡基因网络。该研究首次系统阐明铅对禽类成纤维细胞的毒性机制，不仅填补了跨物种毒性比较研究的空白，更为评估铅污染对家禽健康影响提供了分子标志物，对制定禽类铅暴露防控策略具有重要指导价值。