乙烯利对子代雄鼠睾丸病理改变及性激素水平的影响

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背景乙烯利(2-氯乙基膦酸,Ethephon)是一种常见的低毒植物生长调节剂,它可以促进植物果实成熟、影响植物花性别的分化、诱导植物器官衰老、掉落等[1-2]。研究发现乙烯利对动物的生长发育有害,尤其是对生殖系统有害。但关于乙烯利繁殖毒性的研究尚不多见。为了探索乙烯利对子代大鼠生殖系统的影响,我们设计了本次实验。目的建立梯度浓度乙烯利水溶液灌胃的亲代SD大鼠动物模型,探索乙烯利对子代雄鼠生殖毒性的作用机制及表现形式,为乙烯利的安全应用和儿童生长发育疾病的预防提供理论依据。方法选取45日龄健康雌性SD大鼠24只,称重后编号,采用随机数字法分为对照组、低、中、高剂量乙烯利组,每组6只。选取同龄健康雄性大鼠与之合笼交配。每日分别以不同浓度乙烯利水溶液或9g/L盐水对各组雌鼠灌胃,并在妊娠期和哺乳期继续灌胃。子代雄鼠7日龄及14日龄时分别从各组随机选取10只处死。解剖子鼠,去除睾丸被膜并测量睾丸质量,取睾丸组织常规处理后切片,行HE染色,使用光学显微镜观察睾丸组织结构及形态变化;使用生物素d-UTP酶标亲和素法(TUNEL法)标记凋亡细胞,使用荧光显微镜观察凋亡细胞并计数,计算生精细胞凋亡指数,使用化学发光微粒子免疫检测法检测血清促黄体生成素(Luteinizing hormone,LH)、睾酮(testosterone,T)、卵泡刺激素(Follicle stimulating hormone,LH)、雌二醇(Estrodiol,E2)含量。实验数据以均数±标准差(xˉ±s)形式表示。运用SPSS20.0软件分析实验数据,多组间均数比较采用单因素方差分析(ANOVA),以P<0.05作为显著性检验标准。结果1.子鼠7日龄、14日龄时,高、中、低剂量乙烯利组子鼠睾丸质量均低于对照组,差异均有统计学意义(P值均<0.05);同一实验组中子代大鼠睾丸质量在生长期间随时间的增加而逐渐增加。其中对照组及低剂量乙烯利组14日龄子鼠睾丸质量明显高于7日龄子鼠睾丸重量(P<0.01),中剂量乙烯利组及高剂量乙烯利组14日龄子鼠睾丸质量高于7日龄(P<0.05);2.子鼠7日龄时,对照组雄鼠睾丸内部结构发育正常,生精小管结构完整,排列顺序整齐紧凑。低剂量乙烯利组子鼠睾丸生精小管直径略小,生精细胞与对照组相比排列稍松散;中剂量乙烯利组子鼠睾丸生精小管排列层次略紊乱,细胞间隙稍大于对照组。高剂量乙烯利组子鼠睾丸发育情况较其他各组差,生精小管管径较对照组明显减小,生殖细胞排列结构松散,层次不清。子鼠14日龄时,对照组睾丸发育正常,结构完整,生精小管直径较7日龄时明显增大,各实验组睾丸发育情况随乙烯利浓度增大逐渐变差。3.子鼠7日龄时,低剂量乙烯利组子鼠生精细胞凋亡指数(Apoptotic Index,AI)[(0.54±0.10)%]与对照组[(0.53±0.09)%]相比差异无统计学意义(P>0.05),中剂量乙烯利组生精细胞AI[(0.63±0.11)%]、高剂量乙烯利组生精细胞AI[(0.81±0.06)%]高于对照组,差异均有显著统计学意义(P值均<0.01)。低剂量乙烯利组生精细胞AI[(0.54±0.10)%]低于中剂量乙烯利组生精细胞AI[(0.63±0.11)%],差异有统计学意义(P<0.05),中剂量乙烯利组生精细胞AI低于高剂量乙烯利组生精细胞AI,差异有显著统计学意义(P<0.01)。子鼠14日龄时,各组生精细胞AI分别为(0.54±0.08)%、(0.65±0.11)%、(0.77±0.11)%和(0.88±0.10)%,对照组、低、中、高剂量乙烯利组子鼠生精细胞AI依次升高,差异均有统计学意义(P值均<0.01)。4.子鼠7日龄及14日龄时,各实验组性激素水平较对照组性激素水平均有不同程度的降低。其中7日龄时各实验组子鼠的LH、FSH、E2、T与对照组相比均下降,差异均具有统计学意义(P值均<0.05)。子鼠14日龄时各实验组的LH、FSH均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。低剂量乙烯利组T、E2与对照组相比无显著统计学差异(P>0.05),中剂量乙烯利组、高剂量乙烯利组T、E2均高于对照组、低剂量乙烯利组,差异有统计学意义(P<0.01)。14日龄子代雄鼠LH、FSH、T、E2与同组7日龄子代雄鼠相比均增加,差异有统计学意义(P<0.01)。结论乙烯利可引起子代雄鼠睾丸生长缓慢、生殖细胞排列紊乱、生精细胞凋亡增加,性激素水平下降,这些改变随着乙烯利剂量增加而逐渐加重。
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