目的探讨7,8-二羟-9,10-环氧苯并[a]芘(benzo[a]pyrene-7,8-diol-9,10-epoxide,BPDE)对小鼠精原细胞株GC-1的细胞毒性机制及褪黑素的保护作用。方法不同浓度BPDE处理GC-1细胞,采用Annexin V/PI染色及流式细胞仪检测细胞凋亡,JC-1探针染色检测线粒体膜电位,Western blot检测细胞质Cyt C及细胞总蛋白中caspase-9/3的活化水平,DCFH-DA探针及流式细胞仪检测细胞内的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。褪黑素预处理细胞后再进行BPDE染毒,采用上述方法检测褪黑素对BPDE细胞毒性的影响。结果 BPDE可提高GC-1细胞凋亡率,存在剂量-效应关系。同时,BPDE可降低细胞线粒体膜电位,促进线粒体Cyt C的释放,提高细胞中caspase-9和caspase-3蛋白的活化水平,并诱导细胞中ROS水平升高。褪黑素预处理则可降低BPDE诱导的细胞凋亡,抑制Cyt C的释放及caspase-9/3的活化,并激活Nrf-2/ARE抗氧化通路,降低细胞ROS水平。结论BPDE可诱导小鼠精原细胞GC-1线粒体途径细胞凋亡和氧化应激,而褪黑素在这一过程中起保护作用。