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目的:通过亲代雌性SD大鼠长期低剂量锰染毒,观察其对子代雄性大鼠生精细胞的影响。方法:雌性SD大鼠(体重90-120 g)32只随机分为对照组、2 mg/kg、4 mg/kg及8mg/kg染锰组,8只/组。分别腹腔注射等容氯化锰(Mn Cl·4H2O)和生理盐水(NS),5d/w,1次/d,共8w。后与正常雄性SD大鼠交配,通过阴道栓检测确定孕期后持续染毒6w(妊娠期和哺乳期各3w)。取子代成熟期(8w龄)雄性SD大鼠睾丸和血清做以下检测:1.苏木精-伊红(HE)染色观察睾丸结构;2.Real-time PCR技术检测雄性子鼠睾丸凋亡相关基因OPA1、DRP1、Caspase 9、Bim、FOXO3A的mRNA表达情况;3.免疫组化法和Western blot检测上述凋亡相关蛋白定位和定量表达情况;4.化学发光法检测子代大鼠血清总睾酮含量;5.WST-1法检测子代大鼠血清SOD活力;6.可见光法检测子代大鼠血清CAT活力;7.酶促反应法检测子代大鼠血清GSH-Px活力。结果:1.对照组睾丸曲细精管管腔大小基本一致、各级生精细胞有序排列,间质正常无充血、出血及炎症细胞浸润;各染锰组睾丸组织结构呈现不同程度的形态学改变,且其程度随染锰剂量增加而逐渐加重。2.锰对大鼠子代睾丸生精细胞DRP1、Caspase 9、Bim、FOXO3A表达的影响:与对照组相比,各染锰组DRP1、Caspase 9、Bim、FOXO3A mRNA、免疫组化染色阳性细胞率和蛋白相对表达量均较正常组偏高(P<0.05),且各染锰组相比,随染锰剂量的增加而增强(P<0.05)。3.锰对大鼠子代睾丸生精细胞OPA1的表达影响:与对照组相比,各染锰组OPA1mRNA、免疫组化染色阳性细胞率和蛋白相对表达量均较正常组偏低(P<0.05),且各染锰组相比,随染锰剂量的增加而减弱(P<0.05)。4.锰对子代雄性大鼠血清总睾酮含量的影响:各染锰组较对照组相比均降低(P<0.05),且各染锰组之间相比,随染锰剂量的增加而降低(P<0.05)。5.锰对子代雄性大鼠血清抗氧化酶系统的影响:与对照组相比,各染锰组SOD、CAT和GSH-Px活力均降低(P<0.05),且各染锰组之间相比,随染锰剂量的增加而降低(P<0.05)。结论:长期低剂量染锰可通过胎盘屏障和血睾屏障进入子代大鼠睾丸,引起生精细胞凋亡,导致其生精障碍。可能的机制为:1.作用于下丘脑-垂体-性腺轴,降低子代大鼠血清睾酮水平,引起精子发育的细胞周期阻滞;2.通过降低子代大鼠血清抗氧化酶活性,增加其体内氧化应激状态,诱导生精细胞细胞膜的脂质过氧化而启动细胞凋亡;3.通过上调FOXO3A、诱导Bim基因表达,和/或上调DRP1、下调OPA1基因表达,打破了线粒体融合/分裂平衡,启动了线粒体凋亡信号传递途径,诱导其下游信号Caspase 9的表达来实现生精细胞的凋亡过程。