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目的:全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate,PFOS）是一种持久性有机污染物,与普通人群中胰岛素抵抗（insulin resistance,IR）的发生密切相关。自噬是自噬小体捕获受损或功能异常的细胞成分,并将其运输到溶酶体进行降解的高度保守过程。然而,自噬在IR中的机制尚不清楚。线粒体钙(calcium,Ca2+)在调节机体能量合成和加工中起着至关重要的作用,与多种代谢性疾病的发生发展相关。但自噬与线粒体Ca2+在PFOS诱导的肝脏IR中是否发挥调控作用,以及其间交互作用机制尚不明确。因此,本研究拟探讨在PFOS致肝脏IR中,自噬与线粒体Ca2+之间的关系及其作用机制。方法:体内实验:将5周龄的C57BL/6雄性小鼠随机分为对照组和PFOS处理组（PFOS 2.5 mg/kg BW）,采取灌胃暴露方式,每日一次,连续处理6周,构建PFOS致小鼠肝脏IR模型。通过肝脏大体观察、肝脏系数计算和苏木素-伊红（hematoxylin-eosin,H＆E）染色检测肝脏组织学变化;通过空腹血糖、稳态模型胰岛素抵抗指数（homeostatic model assessment of IR,HOMA-IR）、口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test,OGTT）、胰岛素耐量试验（insulin tolerance test,ITT）检测C57BL/6小鼠IR发生情况;使用组织线粒体分离试剂盒分离小鼠肝脏线粒体,并用钙含量显色检测试剂盒检测小鼠肝脏线粒体Ca2+水平;通过Western blot法检测小鼠自噬相关蛋白:微管相关蛋白轻链3-II/I（LC3-II/I）和p62,以及总a-微管蛋白（a-tubulin）、脱酪氨酸化a-微管蛋白（detyrosinateda-tubulin,detyr-a-tubulin）、酪氨酸化a-微管蛋白（tyrosinateda-tubulin,tyr-a-tubulin）和乙酰化a-微管蛋白（acetylateda-tubulin,ac-a-tubulin）的表达情况;通过蛋白质免疫共沉淀检测小鼠肝脏电压依赖性阴离子通道1（voltage-dependent anion channel 1,VDAC1）与1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）2型受体（IP3R2）、线粒体钙离子摄入蛋白1（mitochondrial calcium uptake 1,MICU1）和detyr-a-tubulin的互作情况。体外实验:以人正常肝细胞株（L-02）为体外实验模型。L-02细胞经50mM PFOS处理0.5、1、6和24 h后,使用胰岛素刺激葡萄糖摄取检测L-02细胞的胰岛素敏感性;使用线粒体Ca2+探针（Rhod-2 AM）检测L-02细胞线粒体Ca2+水平;通过Western blot检测L-02细胞自噬相关蛋白及a-tubulin等蛋白的表达情况;L-02细胞经50mM PFOS处理0.5和24 h后,通过蛋白质免疫共沉淀检测L-02细胞VDAC1与IP3R2、MICU1和detyr-a-tubulin的互作情况;使用线粒体Ca2+的特异性抑制剂（RU360）预处理2 h后,用50mM PFOS处理L-02细胞24 h,检测L-02细胞的胰岛素敏感性;使用RU360预处理2 h后,用50mM PFOS分别处理L-02细胞0.5和24 h,检测L-02细胞自噬相关蛋白及detyr-a-tubulin和总a-tubulin的表达水平;使用自噬特异性抑制剂（3-MA）预处理2 h后,用50mM PFOS处理L-02细胞24 h,检测L-02细胞的胰岛素敏感性;使用3-MA预处理2 h后,用50mM PFOS分别处理L-02细胞0.5和24 h,检测L-02细胞线粒体Ca2+变化情况及detyr-a-tubulin和a-tubulin的蛋白表达水平;使用detyr-a-tubulin特异性抑制剂（parthenolide）预处理1 h后,用50mM PFOS处理L-02细胞24 h,检测L-02细胞的胰岛素敏感性,并通过蛋白质免疫共沉淀检测L-02细胞VDAC1与IP3R2和MICU1的互作情况;使用parthenolide预处理1 h后,用50mM PFOS处理L-02细胞0.5和24 h,检测L-02细胞线粒体Ca2+变化情况;使用50mM PFOS处理L-02细胞0.5 h,分别通过质膜IP3R2和线粒体,线粒体VDAC1与内质网（endoplasmic reticulum,ER）的免疫荧光共定位,检测质膜与线粒体,线粒体和ER的相对分布情况。结果:体内实验显示,与对照组相比,小鼠在暴露于2.5 mg/kg BW PFOS 6周后,肝脏明显肿大,肝脏细胞形态不规则;与对照组相比,PFOS暴露后小鼠空腹血糖和HOMA-IR值显著增加,葡萄糖耐量及胰岛素耐量均受损,提示小鼠出现IR;与对照组相比,PFOS处理组小鼠肝脏线粒体Ca2+水平显著升高;Western blot结果显示,PFOS暴露小鼠肝脏自噬相关蛋白p62的表达水平降低,LC3-II/I的比率升高,提示自噬过程被激活;PFOS处理组小鼠肝脏detyr-a-tubulin水平升高,tyr-a-tubulin水平降低,而ac-a-tubulin及总a-tubulin表达水平无变化,提示PFOS可影响a-tubulin的转录后修饰;蛋白质免疫共沉淀结果表明,VDAC1可分别与IR3R2、MICU1和detyr-a-tubulin互作,与对照组相比,PFOS暴露小鼠肝脏中VDAC1与IP3R2和detyr-a-tubulin相互作用增强,而与MICU1互作未见明显改变。体外实验中,随PFOS暴露时间延长,L-02细胞的胰岛素敏感性自1 h开始逐渐下降;L-02细胞线粒体Ca2+水平自0.5 h开始逐渐升高;Western blot结果表明在PFOS暴露0.5 h后,L-02细胞自噬相关蛋白p62的表达水平降低,LC3-II/I比率升高;detyr-a-tubulin水平在PFOS处理0.5 h后逐渐升高,tyr-a-tubulin水平在PFOS暴露1 h后逐渐降低,而ac-a-tubulin水平仅在PFOS处理1 h显著升高,其他时间点未见明显改变,总a-tubulin蛋白水平未见明显改变;蛋白质免疫共沉淀结果表明,PFOS处理后,L-02细胞中VDAC1与IP3R2和detyr-a-tubulin相互作用增强,而与MICU1互作未见明显改变;使用RU360抑制线粒体Ca2+后,可缓解PFOS对细胞胰岛素敏感性的抑制作用,提示PFOS致IR与线粒体Ca2+水平升高有关;但RU360未能缓解PFOS诱导的自噬激活与detyr-a-tubulin水平升高,提示线粒体Ca2+水平升高并不参与细胞自噬激活和a-tubulin脱酪酸化的上游调控;使用3-MA抑制自噬后,可以缓解PFOS诱导的L-02细胞IR、线粒体Ca2+过载和detyr-a-tubulin水平升高,提示激活的细胞自噬参与调控胰岛素敏感性下降、线粒体Ca2+过载和a-tubulin的脱酪酸化修饰;使用parthenolide特异性抑制detyr-a-tubulin后,可缓解PFOS诱导的L-02细胞胰岛素敏感性下降和线粒体Ca2+过载,提示a-tubulin的脱酪酸化参与调控胰岛素敏感性下降和线粒体Ca2+过载,且parthenolide预处理后,可削弱PFOS诱导的VDAC1与IP3R2相互作用增强,而VDAC1与MICU1的互作未被改变,提示a-tubulin的脱酪酸化参与调控VDAC1与IP3R2的互作,不影响VDAC1与MICU1互作;免疫荧光共定位实验结果表明,与对照组相比,PFOS暴露0.5 h后L-02细胞线粒体向质膜周边聚集,与VDAC1互作的IP3R2主要分布于质膜。结论:PFOS暴露激活自噬,促使a-tubulin的脱酪氨酸化,增强IP3R2-VDAC1-MICU1的相互作用,导致线粒体Ca2+蓄积,最终诱发早期肝脏IR。