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3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）是食品加工过程中产生的有害污染物。目前已有大量的动物研究结果表明,3-MCPD具有肝肾毒、致癌性、生殖毒性等多种危害,然而关于其毒性作用机制的报道甚少。鉴于此,本论文综合运用了组学和体外替代新技术,结合时间-剂量效应,从细胞、蛋白、基因三个层面探索3-MCPD诱导人源细胞的氧化损伤,及其诱导细胞凋亡的分子机制,初步揭示了3-MCPD的毒性作用机制。本研究采用一系列浓度（1.25 mM80 mM）的3-MCPD分别刺激PC12、Mast cell、HepG2和HEK293细胞12 h、24 h、36 h,采用CCK8比色法检测3-MCPD对细胞增殖的抑制作用。筛选出最敏感的细胞是人胚肾HEK293细胞。筛选最佳刺激时间为24 h,并计算其IC50值,并观察凋亡细胞的形态变化和细胞周期变化;检测细胞凋亡率和细胞DNA损伤情况;检测细胞内活性氧簇（ROS）和Ca2+水平变化;用半胱天冬蛋白酶（Caspase）试剂盒检测细胞内Caspase酶的活性;JC-1荧光染色法检测细胞内线粒体膜电位变化;Western blot法检测与细胞凋亡有关的Bcl-2、Bax、p53及细胞色素C蛋白的表达水平;并通过QPCR array（功能分类基因芯片）技术检测凋亡相关基因表达的变化,结合Q-RT-PCR分析变化显著及需要验证的基因。研究结果显示,中高浓度3-MCPD（浓度大于10 mM）对PC12、Mast cell、HepG2、HEK293细胞的生长具有明显的抑制作用（P<0.05）,其作用具有浓度依赖性,对不同的细胞生长抑制率不同,其中HEK293细胞对3-MCPD的刺激最为敏感。3-MCPD处理后的HEK293细胞呈现出生长缓慢,皱缩,细胞膜融合等细胞凋亡典型特征;流式细胞仪检测细胞周期发现经3-MCPD刺激的HEK293细胞周期阻滞于G2/M期;20 mM的3-MCPD可使细胞凋亡率达到25%;单细胞凝胶电泳实验观察到,低浓度（5 mM）的3-MCPD即可造成细胞DNA损伤（P<0.05）,高浓度（20 mM）3-MCPD造成细胞DNA拖尾严重（P<0.01）;ROS的升高和Ca2+浓度的升高表明细胞受到氧化损伤,细胞稳态失调;Caspase酶活检测结果表明,经3-MCPD刺激后的HEK293细胞中Caspase-3酶活显著升高（P<0.05）,低浓度刺激,细胞中Caspase-8、Caspase-9变化不显著;JC-1荧光染色法表明线粒体膜电位下降;Western blot结果显示HEK293细胞内与线粒体凋亡途径相关的促凋亡蛋白Bax、细胞色素C表达升高,抑凋亡蛋白Bcl-2表达下降;DNA损伤相关蛋白P53表达升高;用20 mM的3-MCPD刺激HEK293细胞12 h后,PCR array凋亡基因芯片鉴定到28个与细胞凋亡有关的基因显著变化;Q-RT-PCR验证死亡受体途径、线粒体途径相关基因mRNA水平变化具有浓度依赖性。通过研究,可以证实3-MCPD具有显著的细胞毒性,且具有浓度和时间依赖性以及细胞选择性。低浓度3-MCPD（5 mM）可引起细胞周期阻滞,使细胞周期阻滞在G2/M期而影响细胞增殖;中高浓度3-MCPD（10 mM、20 mM）通过产生过氧化物引起细胞DNA损伤,进而激活P53,Caspase-3基因引起细胞凋亡。其凋亡途径为线粒体通过释放细胞色素C,高线粒体中Bax/Bcl-2的比值、激活代表线粒体信号通路的Caspase-9和Bcl-2家族基因而激活线粒体凋亡通路;通过上调Fas L、CD27、TR1、TNFR1、DR5等死亡受体家族基因的表达,激活代表死亡受体途径的Caspase-8而激活死亡受体途径,Bid基因表达的上调也证实了两种凋亡途径确实发生了联系。本研究为3-MCPD毒性通路机制研究奠定了基础,为下一步制定3-MCPD及其同系物的限量标准供了依据。