目的:镉及其化合物对哺乳动物的肝、肾、骨骼等脏器具有毒性损害作用。环氧合酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是花生四烯酸代谢形成前列腺素家族(prostaglandins，PGs)成员通路中的关键限速酶，其在调控细胞增殖、转移、凋亡和血管形成中发挥重要作用。已有报道镉经由ROS诱导大鼠肾细胞中COX-2表达升高而引起肾损伤，同时也有报道自噬在镉诱导的肾损伤中扮演重要的作用，但是COX-2和自噬在镉暴露诱导肾毒性损伤中的作用及其机制尚待阐明。本研究拟探讨COX-2的表达是否参与镉诱导的肾毒性损伤及其调控机制。　　方法:(1)体内试验，采用8～10周雄性ICR小鼠，分为4组，包括对照组(0.9％生理盐水)和CdCl2暴露组(0.2、1、5 mg/kg)，连续7天腹腔注射，采用HE染色观察肾组织的损伤情况，qRT-PCR检测肾组织中mMT1、mMT2、mPTGS2、mGRP78、mATF4、mCHOP、mIRE1α和mATF6的mRNA水平，免疫组化检测COX-2、GRP78和LC3的表达，Western Blot观察COX-2、内质网(ER)应激和自噬相关蛋白的表达水平，血清生化检测肾功能指标。(2)体外试验:a）采用人胚肾HEK细胞给予不同剂量CdCl2(0～160μmol/L)分别处理12和24 h，采用MTT法检测细胞活力。b）采用40μmol/L CdCl2建立损伤模型，qRT-PCR检测细胞中hMT1B、hPTGS2、hGRP78、hATF4和hCHOP的mRNA水平，Western Blot检测COX-2、LC3、GRP78、ATF4、CHOP和p-eIF2α的蛋白水平，评价CdCl2对HEK细胞染毒导致的自噬和ER应激结局效应。c）采用激光共聚焦检测COX-2、LC3、CHOP和ATF4蛋白的表达。d）采用PTGS2小干扰RNA(siRNA)或PTGS2敲低细胞株以及临床干预药物COX-2抑制剂塞来昔布，联合CdCl2(40μmol/L)处理12h，验证COX-2与自噬的调控关系。e）采用溶酶体抑制剂氯喹(chloroquine，CQ)，或自噬诱导剂雷帕霉素(rapamycin，rapa)联合CdCl2(40μmol/L)处理12h，检测自噬在此细胞模型中的作用。f）构建HEK-Fluc-Gluc/-SEAP报告基因细胞检测ER应激的发生，采用ER应激抑制剂或siRNA联合CdCl2(40μmol/L)处理12h，验证COX-2与ER应激的调控关系。g）采用人肾近曲小管上皮HK-2细胞给予不同剂量CdCl2(0～160μmol/L)分别处理12和24h，采用MTT法检测细胞活力，qRT-PCR检测细胞中hMT1B、hMT2A、hPTGS2、hGRP78和hATF4的mRNA水平，WesternBlot检测COX-2、LC3、GRP78、ATF4和p-eIF2α的蛋白水平，进行CdCl2对HK-2细胞染毒导致的自噬和ER应激等结局效应的验证。　　结果:(1)体内试验表明，与对照组相比，0.2和1 mg/kg CdCl2暴露组小鼠体重没有显著性差异，在5 mg/kg高剂量组降低(P＜0.05);肝体比随剂量的增加而增大，但肾体比没有显著性差异;CdCl2暴露组血清尿素氮(BUN)和肌酐(CRE)的比值降低;HE染色结果显示，CdCl2暴露组(1和5 mg/kg)出现肾小球萎缩和肾小管肿大、酸性颗粒增多，提示CdCl2可以诱导肾损伤和肾功能紊乱;CdCl2暴露组小鼠肾组织中COX-2、GRP78、ATF4、CHOP、p-eIF2α和LC3蛋白的表达都增加，且免疫组化结果证实COX-2、GRP78、CHOP和LC3蛋白水平的增高。(2)体外试验研究结果表明:a）CdCl2处理组HEK细胞活力抑制率呈浓度依赖性增高(12和24 h的IC50分别为69.7和51.6μmol/L);与对照组相比，CdCl2处理组细胞中hMT1B mRNA水平增高，hPTGS2 mRNA水平在3、6和12h均增高，且6h时最高，COX-2蛋白水平随CdCl2浓度的增加而增高，代谢产物PGE2的产量也随浓度的增加而升高。b）自噬相关蛋白LC3-Ⅱ和p-AKT水平升高，p62（自噬底物蛋白）和p-mTOR的水平降低。c）CQ或rapa干预处理，CQ可部分挽救CdCl2诱导HEK细胞生长活力的抑制;rapa虽不能拯救细胞活力，但能使自噬相关蛋白LC3-Ⅱ和p-AKT水平升高，p-mTOR的水平降低。d）COX-2抑制剂CAY10404、NS398或塞来昔布处理HEK细胞后可抵消CdCl2诱导的COX-2和LC3-Ⅱ蛋白的表达升高;而且，在siRNA或稳定敲低PTGS2的细胞中表现的类似结果对其进行了验证。e）相比对照组，CdCl2处理HEK细胞中hGRP78、hATF4、hCHOP的mRNA和蛋白水平均显著增高(P＜0.05）;同时，HEK-Fluc-Gluc/SEAP细胞中报告基因结果显示，CdCl2处理后Gluc和SEAP的蛋白分泌量减少。f) ER应激抑制剂4-PBA或siRNA(siGRP78/siCHOP)干预处理细胞后也可抵消GRP78、ATF4、CHOP、p-eIF2α、COX-2和自噬标志蛋白LC3-Ⅱ的高表达;而且，胞浆胞核蛋白检测发现，4-PBA和ATF4 siRNA可抑制ATF4的核转位，且抑制胞浆中COX-2的表达。g）HK-2细胞给予不同浓度CdCl2(0～40μmol/L)处理后，与对照组相比，CdCl2处理组细胞中hMT1B和hMT2A的mRNA水平呈浓度-依赖性增高，hGRP78和hATF4的mRNA水平几乎没有改变，而hPTGS2 mRNA水平降低;WB结果显示，GRP78、p-eIF2α、ATF4、LC3-Ⅱ和COX-2的蛋白水平都升高，导致细胞的生长活力受到抑制。　　结论:CdCl2急性暴露可诱导肾细胞自噬和ER应激发生、介导COX-2表达和毒性转归;阐明了经由ER应激eIF2α-ATF4通路介导的COX-2表达参与调控CdCl2诱导肾损伤的分子机制;提示镉诱导的肾损伤中COX-2可能是一个潜在的干预靶点。