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目的:本研究探讨铁过载体外诱导MC3T3-E1细胞G1期周期阻滞及自噬发生的分子机制. 方法:用梯度浓度的枸橼酸铁铵(FAC)溶液作用于小鼠前成骨细胞MC3T3-E1,模拟成骨细胞铁过载状态.普鲁士蓝染色测定铁过载状态下MC3T3-E1细胞内铁离子水平;CCK-8试剂检测不同浓度的FAC溶液对MC3T3-E1细胞增殖的影响;DCFH-DA探针检测铁过载环境下MC3T3-E1细胞内氧自由基(ROS)水平;碘化丙啶(PI)染色检测铁过载环境下MC3T3-E1细胞细胞周期的变化;Western blot实验检测铁过载环境下MC3T3-E1细胞周期相关蛋白表达水平的变化,自噬相关蛋白表达水平的变化,AKT激酶及其下游蛋白的表达水平变化,p38MAPK及其下游蛋白的表达水平变化和Stat3转录因子及其下游蛋白表达水平的变化. 结果:普鲁士蓝染色检测结果显示,随着细胞培养环境里的铁离子浓度增加,细胞内铁离子的浓度也会增加;CCK-8结果显示低浓度的铁离子对MC3T3-E1细胞有促增殖作用,而高浓度的铁离子对MC3T3-E1细胞的增殖有抑制作用;DCFH-DA探针检测结果显示高浓度的铁离子显著提高细胞内氧自由基水平,且氧自由基水平随着铁离子浓度的增加而增高;PI染色结果显示随着FAC溶液浓度的升高,G1期的细胞比例逐渐增加,S期的细胞比例逐渐减少,G2期的细胞比例基本保持不变,MC3T3-E1细胞周期被抑制在G1期;Western blot实验结果显示铁过载环境下MC3T3-E1细胞周期相关蛋白表达水平发生变化,Cyclin D1,CyclinD3,CDK2,CDK4和CDK6表达减少,p27Kip1表达增加;Western blot实验结果显示随着FAC溶液浓度的升高,Beclin-1和LC3Ⅱ表达水平逐渐增加,p62表达下降,MC3T3-E1细胞自噬被激活;p-AKT(Thr308),p-AKT(Ser473),p-GSK-3β(Ser9),p-mTOR(Ser2448)和p-p70S6K(Ser371)表达减少;p-p38和p53表达增加,cdc25A与p-ERK1/2表达减少,p-JNK表达无明显变化;p-Stat3(Tyr705)、c-myc、Mcl-1、Bcl-2和Bcl-xL表达减少. 结论:铁过载催化MC3T3-E1细胞内ROS产生,抑制了PI3K/AKT、Jak/Stat3通路,激活了p38信号通路,这三个信号通路的共同调节诱导细胞发生G1期周期阻滞及细胞自噬,抑制细胞增殖.