许多研究显示,尼古丁暴露对男性生殖具有潜在危害。我们实验室前期研究发现,尼古丁处理后,小鼠睾丸,精子和附睾均发生改变,并对生殖产生了不利的影响。有研究指出尼古丁可以降低雄性激素的合成,但其机制尚不清楚,本课题的研究目的就是厘清尼古丁引起雄性激素合成降低的原因。实验选取6周龄的C57BL/6J雄性小鼠40只,随机分为对照组和尼古丁处理组。模拟重度吸烟人群体内尼古丁的剂量,以0.2 mg/100 g/天的剂量对处理组的小鼠腹腔注射尼古丁,连续注射5周。对照组小鼠每次注射相同量的生理盐水。采用电化学发光的方法,对尼古丁处理的小鼠血清进行检测,结果表明睾酮浓度有显著下降(NT vs CT=1.10±0.095 vs 1.66±0.060,P<0.05)。同时,其他下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴相关激素的表达水平改变轻微。此外,单细胞转录组的数据表明,在尼古丁暴露后自噬相关基因的表达增加。同时,化学和免疫组织学染色也证明,尼古丁处理后睾丸间质细胞的自噬增加,而细胞凋亡仅发生在长形精子中。此外,自噬相关基因如Beclin1和LC3的表达在尼古丁处理后上调。透射电子显微镜的数据显示尼古丁处理组的睾丸间质细胞中的自噬体比对照组的细胞中更多,溶酶体也有聚集和增多的表现。在体外,TM3睾丸间质细胞系中Beclin1的免疫荧光染色也表明,雷帕霉素和尼古丁处理上调了自噬过程,并下调了睾酮合成。睾酮合成的减少是睾酮合成的关键酶StAR的减少导致的。其原因是尼古丁处理后,间质细胞中TCL1基因启动子区的甲基化水平增加,从而降低TCL1的表达。从机理上讲,由尼古丁诱导的睾丸间质细胞的自噬是由TCL1启动子区域过甲基化,并通过TCL1-mTOR-自噬信号传导途径的实现的。这一机制为理解尼古丁暴露后血清睾酮水平下降的过程提供了新的实验室依据。