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为研究哺乳动物雷帕霉素靶蛋白受体(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路在镉诱导神经细胞凋亡中的作用及N-乙酰-L-半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine, NAC)对镉诱导神经细胞凋亡的保护效应机制。本文以妊娠18-19日龄SD大鼠胎鼠原代大脑皮质神经元和PC12细胞系为模型,用10μmol/L醋酸镉处理细胞不同时间(0、1、2、4、8、12、24h),或用不同浓度镉(0、5、10、20μmol/L)、200nmol/L mTOR抑制剂雷帕霉素(Rapamycin, Rap)、抗氧化剂NAC(原代大鼠大脑皮质神经元,100μmol/L; PC12细胞,1mmol/L),单独或联合作用于细胞24h后,利用hoechst33258染色,荧光显微镜观察细胞核形态变化,流式细胞术测定细胞凋亡率,western blotting检测mTOR通路中相关蛋白PDK1、PTEN、Akt、mTOR、p70S6K、4E-BP1蛋白的表达。结果表明：①10-20μmol/L镉暴露24h或10μmol/L镉暴露8h后可显著或极显著(P<0.05或P<0.01)降低神经细胞mTOR通路上游调控因子PTEN和PDK1的磷酸化水平,增加mTOR通路中相关蛋白Akt、mTOR、p70S6K、4E-BP1的磷酸化水平,且呈现一定的剂量一效应关系；②mTOR抑制剂Rap可显著或极显著(P<0.05或P<0.01)抑制镉对mTOR通路上游负调控因子PTEN磷酸化水平的下调和mTOR通路中相关蛋白Akt、mTOR、p70S6K、4E-BP1蛋白磷酸化水平的上调；③镉暴露可引起神经细胞核形态的变化,出现核皱缩、核碎裂等典型的凋亡特征,并增加神经细胞凋亡率,Rap可减少镉诱导的神经细胞凋亡率升高和胞核形态的改变；④抗氧化剂NAC可显著或极显著(P<0.05或P<0.01)抑制10μmol/L镉引起的mTOR通路上游负调控因子PTEN磷酸化水平的下调和mTOR通路中相关蛋白Akt、mTOR、p70S6K、4E-BP1蛋白磷酸化水平的上调,并可减少镉诱导的神经细胞凋亡率升高和胞核形态的改变。结论,镉可通过降低mTOR通路上游调控因子PTEN和PDKl的磷酸化水平,增加mTOR通路中相关蛋白Akt、mTOR、p70S6K、4E-BP1的磷酸化水平,来激活mTOR信号通路,从而诱导神经细胞凋亡；而NAC可抑制镉导致的蛋白磷酸化水平升高,抑制nTOR通路的激活,减少镉诱导的神经细胞的凋亡。