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同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)是一种含硫非必需氨基酸,它在甲硫氨酸合成酶、胱硫醚β合成酶等作用下参与一碳代谢,Hcy代谢相关酶基因缺陷或饮食不均、衰老等因素可导致血浆Hcy浓度升高。大量流行病学和临床研究显示,血浆Hcy浓度升高是神经退行性疾病的风险因素。神经退行性疾病又与神经细胞遗传损伤增加和细胞死亡密切相关。高Hcy是否会诱发人神经细胞遗传损伤并引起细胞死亡还鲜有报道。本研究力图揭示Hcy对人神经细胞遗传损伤和细胞毒性的影响,以期对Hcy诱发神经退行性疾病的机制研究及防治策略提供一定的科学依据。人神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y是研究神经退行性疾病的一种常用细胞模型,本实验以SH-SY5Y为研究对象,选用0、7.5、15、30、60、120μmol/L的Hcy处理SH-SY5H细胞7、14、21、28 d,用胞质分裂阻断微核试验(CBMN)评价不同Hcy浓度和时间处理下SH-SY5H细胞的染色体不稳定性(Chromosomal instability,CIN),RT-qPCR技术平行分析受试细胞端粒长度的改变,以评价细胞的遗传损伤;以核分裂指数(nuclear division index,NDI)、凋亡和坏死三个生物标志评价Hcy的细胞毒性。研究结果显示:(1)与对照组(0μmol/L)相比,15~120μmol/L的Hcy在7、14、21、28 d处理下均诱发SH-SY5Y细胞的CIN显著增加(p<0.01);另一方面,7.5~120μmol/L的Hcy处理28 d后均能诱发SH-SY5Y细胞端粒长度异常增长(p<0.05)。提示Hcy通过诱发SH-SY5Y细胞染色体稳定性下降和端粒长度异常造成遗传损伤。(2)与对照组相比,120μmol/L的Hcy在7~28 d处理下,细胞的NDI显著降低(p<0.01);不同Hcy浓度处理SH-SY5Y细胞7 d,对细胞凋亡无显著影响,60~120μmol/L的Hcy处理14~28 d后,均可导致SH-SY5Y细胞凋亡率显著升高(p<0.05);60~120μmol/L的Hcy在7、14、21、28 d均导致细胞坏死率显著增加(p<0.05)。提示Hcy长时间暴露能够抑制SH-SY5Y细胞分裂和生长,显著降低SH-SY5Y细胞存活率。综上,本研究发现Hcy暴露可引起SH-SY5Y细胞CIN增加、端粒长度异常增长等遗传损伤;对细胞生长分裂具有抑制效应、同时提升细胞死亡率。研究认为,Hcy在受试细胞中引起的染色体稳定性降低及细胞死亡增加,可能是其增加神经退行性疾病风险的潜在机制之一。