目的多壁碳纳米管(MWCNT)是一种广泛应用于各个领域的纳米材料。研究发现MWCNT具有明显的呼吸毒性,然而其毒性作用机制还有待进一步深入研究。本研究通过MWCNT染毒肺上皮细胞(BEAS-2B),阐明自噬在MWCNT诱导BEAS-2B细胞铁死亡中的作用,并进一步揭示PGC-1α/TFAM通路介导的线粒体生物合成在自噬BEAS-2B细胞铁死亡中的作用。方法本研究采用不同浓度(0μg/cm2、5μg/cm2、10μg/cm2、20μg/cm2)的MWCNT的暴露BEAS-2B细胞。CCK-8检测活性;采用Westernblot对自噬相关蛋白LC3,P62,线粒体生物合成相关蛋白AMPK,TFAM,www.selleck.cn/products/gdc-0068PGC-1,铁死亡相关蛋白GPX4、XCT;MDA、GSH、SOD、ATP的试剂盒检测MWCN染毒细胞内含量变化,反应铁死亡的水平;二氢乙锭(DHE)荧光探针检测BEAS-2B细胞ROS;JC-1探针对细胞的MMP进行检测。采用慢病毒载体ATG5和自噬激动剂RAPA转染BEAS-2B细胞探究自噬在MWCNT所致BEAS-2B细胞铁死亡中的作用;此网站siRNA和慢病毒载体转染BEAS-2B细胞调控PGC-1的表达,探究PGC-1α/TFAM通路自噬在MWCNT所致BEAS-2B细胞铁死亡中的保护作用;结果 (1) MWCNT诱导BEAS-2B细胞发生铁死亡并导致线粒体功能损伤CCK8实验发现BEAS-2B细胞活性染毒时间和染毒浓度依赖的降低(P<0.05或P<0.01),并在24和10μg/cm2浓度组时细胞的生存率约为50%;MWCNT暴露导致细胞内的SOD、GSH消耗和MDA、ROS的增多;MWCNT组中AMPK,TFAM,PGC-1,GPX4,XCT蛋白表达水平降低明显。(2)自噬诱导BEAS-2B细胞发生铁死亡并严重影响线粒体功能慢病毒载体转染BEAS-2B细胞72 h下调ATG5的表达后,有效的抑制了细胞的死亡,AMPK,TFAM,PGC-1,GPX4,XCT蛋白Aerobic bioreactor表达水平明显升高,自噬激动剂RAPA干预细胞后,与MWCNT组相比,AMPK,TFAM,PGC-1,GPX4,XCT蛋白表达水平明显降低。(3)线粒体生物合成调控MWCNT所致BEAS-2B细胞发生铁死亡siRNA转染BEAS-2B细胞下调PGC-1的表达后,细胞内的SOD、GSH消耗和MDA、ROS的增多;严重影响了线粒体功能并促进细胞发生铁死亡。siRNA转染组中,AMPK,TFAM,PGC-1,GPX4,XCT蛋白表达水平降低明显。慢病毒载体转染BEAS-2B细胞上调PGC-1的表达后,与MWCNT组相比,细胞内的SOD、GSH得以恢复,同时降低了MDA、ROS在细胞体内的堆积,进而恢复线粒体功能。慢病毒载体转染组中,与MWCNT组相比,AMPK,TFAM,PGC-1,GPX4,XCT蛋白表达水平明显升高。结论自噬通过PGC-1依赖的线粒体生物合成调控MWCNT所致BEAS-2B细胞发生铁死亡进而导致肺损伤。