氟是机体必需的一种微量元素，适量的氟摄入对维持机体正常的生理功能起到积极的作用，而氟的长期和过量摄入则对机体细胞的结构和功能造成严重的损伤。本研究通过体外建立氟暴露小鼠成肌细胞 C2C12 细胞模型，从 PI3K/AKT信号通路、线粒体功能、内质网应激、细胞自噬和炎症因子的角度研究氟对C2C12细胞损伤的分子机制，试验结果如下：
　　1. 氟调控PI3K/AKT信号通路诱导C2C12细胞凋亡
　　C2C12 细胞的存活率随着氟剂量的增加而降低。C2C12 细胞的形态结构呈现细胞凋亡的典型特征，主要表现为核固缩，线粒体脊断裂，甚至形成空泡化，内质网发生肿胀。与对照组相比，2.5 mmol/L 氟浓度导致 C2C12 细胞内 PDK1的 mRNA 表达水平降低了 54.00% (P＜0.01)，而 PI3K、BAD、Bcl-2、Bax 和caspase-9 的 mRNA 表达水平分别升高了 46.00% (P＜0.01)、178.00% (P＜0.01)、72.00% (P＜0.01)、107.00% (P＜0.01) 和 67.00% (P＜0.01)。在 2.5 mmol/L组，C2C12细胞内PDK1和P-AKT1的蛋白表达水平分别降低了29.51%(P＜0.01) 和 26.75% (P＜0.01)，而 BAD、Bcl-2 和 Bax 的蛋白表达水平分别增加了757.69% (P＜0.01)、56.58% (P＜0.01) 和88.96% (P＜0.01)。结果表明，氟诱导C2C12细胞凋亡与PI3K/AKT信号通路密切相关。
　　2. 氟介导p53-p66Shc信号通路诱导C2C12细胞线粒体功能障碍
　　过量的氟摄入使 C2C12 细胞线粒体的超微结构受到严重的损伤，表现为线粒体肿胀、线粒体脊断裂、线粒体长宽比值增加和线粒体空泡化面积增加。C2C12 细胞内线粒体的膜电位降低。C2C12 细胞内 ROS 的相对含量提高。与对照组相比，1.0 mmol/L组中C2C12细胞内p53、p66Shc、Mfn1、OPA1、Drp1和SDHA的mRNA表达水平分别增加了38.65% (P＜0.05)、15.95% (P＜0.05)、58.15% (P＜0.01)、225.06% (P＜0.01)、123.37% (P＜0.01)和40.37% (P＜0.01)，而Fis1、NDUFV2、CYC1和COX IV的mRNA表达水平差异性不显著。在 2.5 mmol/L 组， C2C12 细胞内 p53、Mfn1、OPA1、Drp1、Fis1、NDUFV2、CYC1和COX IV的mRNA表达水平上升了151.31% (P＜0.01)、172.08% (P＜0.01)、550.91% (P＜0.01)、146.88% (P＜0.01)、165.17% (P＜0.01)，122.23% (P＜0.05)、131.73% (P＜0.05) 和133.12% (P＜0.05)，而p66Shc和SDHA的mRNA表达水平未见明显差异。在1.0 mmol/L组，C2C12细胞内p53、NDUFV2和COX IV的蛋白表达水平分别下调了51.72%(P＜0.01)、41.51% (P＜0.01) 和 20.00% (P＜0.01)，而 p66Shc、OPA1、Mfn1、SDHA 和CYC1的蛋白表达水平分别上调了36.00%(P＜0.01)、58.97%(P＜0.01)、68.52%(P＜0.01)、138.89% (P＜0.01) 和33.33% (P＜0.01)；2.5 mmol/L组中C2C12细胞内p53、p66Shc、OPA1、Mfn1、Drp1、Fis1、SDHA、CYC1和COX IV的蛋白表达水平分别增加了86.21% (P＜0.01)、58.00% (P＜0.01)、74.36% (P＜0.01)、205.56% (P＜0.01)、183.33% (P＜0.01)、69.39% (P＜0.01)、288.89% (P＜0.01)、247.62% (P＜0.01)和123.33%(P＜0.01)。结果表明，p53-p66Shc信号通路参与氟诱导C2C12细胞线粒体功能障碍。
　　3. 氟调控内质网应激诱导C2C12细胞凋亡
　　氟暴露48 h后，C2C12细胞内Ca2+水平随着氟剂量的增加而增加。与对照组相比，1.0 mmol/L组中C2C12细胞的晚期凋亡率增加了477.25%(P＜0.05)；在2.5 mmol/L组，C2C12细胞的早期凋亡率和晚期凋亡率分别提高了578.99%(P＜0.01) 和 375.69% (P＜0.01)。在 1.0 mmol/L 组，C2C12 细胞内 IP3R 的mRNA表达水平降低了16.01%(P＜0.05)，而eIF2α、CHOP、caspase-12、cyt c和 caspase-3 的 mRNA 表达水平分别增加了 12.57% (P＜0.05)、6.11% (P＜0.05)、98.69% (P＜0.01)、94.00% (P＜0.01) 和 86.00% (P＜0.01)；在 2.5 mmol/L，C2C12 细胞内 IP3R、PERK、eIF2α、GRP78、CHOP、caspase-12、cyt c 和 caspase-3 的 mRNA 表达水平分别增加了 24.48% (P＜0.05)、32.08% (P＜0.01)、103.06%(P＜0.01)、94.37%(P＜0.01)、278.77%(P＜0.01)、108.24%(P＜0.01)、133.00%(P＜0.01)和109.00%(P＜0.01)。在1.0 mmol/L组，C2C12细胞内CHOP和GRP78的蛋白表达水平分别下调了77.41% (P＜0.01) 和9.93% (P＜0.05)，而 PERK 的蛋白水平增加了 544.49% (P＜0.01)；在 2.5 mmol/L 组， PERK、eIF2α 和 GRP78 的蛋白表达水平分别上调了 1104.4% (P＜0.01)、391.25% (P＜0.01) 和 90.87% (P＜0.01)。免疫荧光检测发现 Bcl-2、Bax、caspase-9、caspase-3和cyt c的蛋白表达随氟剂量的增加而增加。因此，过量的氟摄入能引起C2C12细胞内质网应激，诱导细胞凋亡。
　　4. 氟对C2C12细胞自噬标志物表达的影响
　　加氟处理48 h后，1.0 mmol/L组中C2C12细胞内Atg5和Atg7的mRNA表达水平分别增加了59.65%(P＜0.01)和22.85%(P＜0.05)；在2.5 mmol/L组中C2C12细胞内Atg5、Atg7、Beclin 1、p62和LC3的mRNA表达水平分别增加了74.05%(P＜0.01)、105.49%(P＜0.01)、186.65%(P＜0.01)、54.97%(P＜0.01)和102.26%(P＜0.01)。在1.0 mmol/L组，C2C12细胞内中Atg5、Atg7、Beclin 1、p62、LC3-I和LC3-II的蛋白表达水平分别上升了25.38% (P＜0.01)、98.38%(P＜0.01)、122.82% (P＜0.01)、503.10% (P＜0.01)、25.00% (P＜0.05) 和193.46% (P＜0.01)，LC3-II 与 LC3-I 的比值升高了 134.76% (P＜0.01)；在 2.5 mmol/L组，C2C12细胞内中Atg5、Atg7、Beclin 1、p62、LC3-I和LC3-II的蛋白表达水平分别增加了 72.37% (P＜0.01)、106.94% (P＜0.01)、157.12% (P＜0.01)、1215.75% (P＜0.01)、47.52% (P＜0.01) 和115.85% (P＜0.01)，LC3-II与LC3-I的比值升高了46.32% (P＜0.01)。免疫荧光检测发现C2C12细胞内Atg5、Atg7、Beclin 1、p62和LC3的蛋白表达高于对照组。结果表明，过量的氟摄入通过调控 C2C12 细胞内自噬标志物的表达水平，诱导了细胞自噬，导致 C2C12细胞损伤。
　　5. 氟对C2C12细胞内炎性因子基因表达水平的影响
　　过量的氟摄入诱导C2C12细胞内DNA的断裂，导致细胞周期阻滞于G0/G1期，抑制细胞增殖。在1.0 mmol/L组，C2C12细胞内的IL-6和TNF-α的mRNA表达水平分别增加了132.63%(P＜0.01)和61.17%(P＜0.01)；在2.5 mmol/L组，C2C12 细胞内 IL-2的表达水平降低了 38.58% (P＜0.05)，而 IL-1β、IL-4、IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA表达水平分别升高了31.25% (P＜0.01)、65.81%(P＜0.01)、822.09% (P＜0.01)、22.15% (P＜0.01)和35.96%(P＜0.01)。因此，过量的氟摄入通过诱导 C2C12 细胞内炎症发应，产生细胞毒性，抑制 C2C12 细胞增殖。
　　综上所述，过量的氟通过干扰PI3K/AKT信号通路、抑制线粒体功能、诱导内质网应激、细胞自噬和炎症因子的的产生发挥对 C2C12 细胞毒性作用，这将为氟诱导细胞损伤的分子机制的阐明及地氟病的防治提供理论依据。