PNPLA5是PNPLA家族中的一员,具有酯酶活性,在细胞内过表达能够降低甘油三酯的含量。前期研究表明PNPLA5基因主要在雄性大鼠的皮肤、睾丸及附睾组织中表达,其基因缺失引起血脂代谢紊乱,主要表现为血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著升高。脂代谢紊乱通常会引起雄性睾酮合成量降低、睾丸生精上皮细胞凋亡异常增多,畸形精子率升高等病理变化。本实验室初步研究发现PNPLA5基因敲除显著降低了雄性大鼠的受胎率,但其具体分子机制尚不清楚。因此本研究以PNPLA5基因敲除型雄性大鼠为实验组,野生型大鼠为对照组,研究该基因对雄性繁殖性能的影响及可能的分子机制,可能为家畜繁殖研究提供重要的理论依据。本研究中,我们扩大了PNPLA5基因敲除鼠的样本数量,检测了PNPLA5敲除雄性大鼠的受胎率、平均产仔数、精子形态、精子运动以及睾丸组织病理学变化。结果发现与野生型大鼠相比,PNPLA5敲除大鼠的受胎率显著降低(p<0.001),但平均产仔数没有显著变化(p>0.05)。PNPLA5敲除大鼠精子尾部弯曲,曲线运动速度及渐进运动精子的百分数显著降低(p<0.05,p<0.01),同时α-tubulin蛋白表达量下调。HE染色发现,PNPLA5敲除大鼠睾丸组织结构疏松,排列紊乱、上皮细胞脱落至管腔。Tunel染色发现,敲除组睾丸生精上皮细胞凋亡数目异常增多,Western blot检测凋亡相关蛋白表达水平发现,敲除型大鼠睾丸组织中促凋亡基因Bax的表达量明显上调,抑凋亡基因Bcl-2的表达量显著下调,同时凋亡效应因子Caspase-9表达量上调。综上所述,我们推测PNPLA5基因敲除可能通过影响大鼠精子形态、精子运动以及睾丸组织中正常的精子发生过程,最终导致雄性大鼠繁殖性能降低。