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目的:用体外细胞培养方法观察镉对血管内皮细胞的直接效应及其作用机制,并以异黄酮进行干预.为整体研究提供依据,并为镉接触人群的防治提供线索.方法:采用ECV 304人脐静脉内皮细胞株,观察镉与异黄酮对血管内皮的直接作用和异黄酮对镉的效应的干预作用.效应指标包括:(1)细胞毒性:形态学观察、细胞相对存活率、细胞膜损伤、细胞内镉浓度;(2)一氧化氮(NO)合成干扰:培养液中NO浓度、细胞内NOS活性、细胞内eNOS蛋白表达;(3)内皮素-1(ET-1)合成干扰:培养液中ET-1浓度、细胞内ECE-1a mRNA表达;(4)对金属硫蛋白(MT)合成的影响:细胞内MT mRNA的表达;(5)与雌激素受体(ER)途径的关系:细胞内ER mRNA和ER蛋白的表达,ER拮抗剂对阳性效应的阻断作用.结果:镉对内皮细胞的不良效应:细胞内镉浓度随染毒浓度的增加而升高;1~100μmol/L镉增加内皮细胞间隙,损伤细胞膜,抑制细胞活力并表现出毒物兴奋效应;0.1~10μmol/L镉减少NO量,可能与抑制结构型一氧化氮合酶(cNOS)活性有关,不影响内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的含量;上调ECE-1a表达,增加ET-1的含量;上调MT基因表达;上调ER基因表达,不影响ER蛋白的表达,ER拮抗剂不能阻断镉的不良效应.异黄酮对内皮细胞的效应:异黄酮不影响细胞活力;0.1~1 μmol/L异黄酮能增强内皮细胞cNOS的活性,增加培养液中NO浓度,不影响eNOS蛋白的含量;1μmol/L异黄酮能增加MT mRNA的表达,金雀异黄酮对MT的诱导表达随时间增加而增强;不影响ER mRNA和ER蛋白的表达.结论1~100μmol/L镉破坏内皮细胞结构,0.1~10 μmol/L镉抑制NO合成,增加ET-1.镉对血管内皮的效应与ER途径无明显关系,镉对ER mRNA的上调其生物学意义不明.镉及异黄酮均能诱导内皮细胞MT的表达.异黄酮能增加镉染毒细胞的相对存活率,可能与异黄酮上调MT mRNA表达有关.异黄酮能逆转镉对NO和cNOS的效应.异黄酮对镉的保护效应与ER途径有关,可能存在其他途径.