目的:乌头碱,是一种从乌头属植物中提取的双酯双萜类生物碱,因其具有抗炎、镇痛等作用广泛用于多种疾病的治疗。近年来由于使用不当引起的中毒案例时有发生,且有文献报道乌头碱对心脏和神经系统有一定的毒性作用。为了进一步明确乌头碱对心肌细胞的作用及相关机制,同时也为法医学实践中遇到的乌头碱中毒案件的鉴定提供相关的理论基础,本实验以H9c2心肌细胞为研究对象,利用各种检测方法,旨在初步探讨乌头碱对心肌细胞的作用及通过线粒体途径介导细胞凋亡的相关机制。方法:利用细胞培养技术培养H9c2细胞,给予不同浓度的乌头碱处理后,CCK-8检测细胞存活率,DAPI染色后观察细胞核形态的变化,流式检测细胞的凋亡率;DCFH-DA检测细胞内活性氧水平,ATP检测试剂盒检测ATP含量,JC-1检测细胞线粒体膜电位变化,Western Blot检测PGC-1α及凋亡相关蛋白的表达。结果:(1)CCK-8检测结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,随着乌头碱浓度的增加,心肌细胞的存活率逐渐降低,提示乌头碱对细胞有损伤作用且呈现一定的剂量依赖性。(2)DAPI染色结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞24h,对照组细胞核体积较大,呈现均质蓝染;100μM处理组可见部分细胞核体积变小,呈致密浓染,蓝色荧光增强;200μM处理组可见大多数细胞核体积均变小、胞核固缩、蓝色荧光明显增强。(3)流式检测细胞凋亡率结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,细胞的凋亡率分别为4.61±0.76%,22.16±0.64%,44.64±3.23%,即随着乌头碱浓度的增加,细胞凋亡率明显升高。(4)活性氧检测结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,随着乌头碱浓度的增加,细胞的绿色荧光逐渐增强,提示细胞内活性氧水平逐渐升高。(5)线粒体膜电位检测结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,随着乌头碱浓度增加,细胞的红色荧光逐渐减弱,绿色荧光逐渐增强,提示细胞线粒体膜电位水平逐渐降低。(6)ATP检测结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,随着乌头碱浓度增加,细胞内ATP的含量明显减少。(7)Western blot检测结果显示:不同浓度的乌头碱(0、100、200μM)处理细胞后,随着乌头碱浓度增加,Cytochrome c、Bax、Caspase-3的蛋白表达增加,而PGC-1α、Bcl-2的蛋白表达减少。结论:(1)乌头碱抑制心肌细胞的存活率、引起细胞核形态改变、增加细胞凋亡率,提示乌头碱对心肌细胞有明显的毒性作用。(2)乌头碱降低线粒体膜电位、减少ATP的合成、增加ROS产生、减少PGC-1α的蛋白表达,说明乌头碱能引起线粒体的损伤。(3)乌头碱上调Cytochrome c、Bax、Caspase-3的表达,下调Bcl-2的表达,说明乌头碱通过促进凋亡相关蛋白的表达诱导心肌细胞凋亡。