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目的本课题通过建立氟染毒大鼠模型,以氟化钠(NaF)为染毒剂,以N-乙酰半胱氨酸(NAC)为干预因素,以Nrf2/ARE[核转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)/抗氧化反应元件(ARE)]信号通路为靶点,探讨氟染毒对大鼠睾丸所致的氧化应激和DNA损伤,评估Nrf2/ARE信号通路在氟化物的生殖毒性中所起作用及NAC的生殖保护作用,为氟染毒致雄性生殖损伤的中毒机制及防治措施提供实验依据。方法1.动物分组和处理60只4周龄SPF(Specific pathogen free)级SD雄性大鼠,体重100~150g。将大鼠随机分为生理盐水组、NaF组、NAC组、NAC+NaF组,对应的受试物及剂量为:0.90%氯化钠溶液(10ml/kg)、25mg/kg/dNaF、150mg/kg/dNAC和25mg/kg/d NaF+150mg/kg/dNAC,处理时间为7周。2.生殖相关指标的检测计算睾丸和附睾脏器系数,采用计算机辅助精子质量分析系统检测大鼠精子密度、活动率和畸形率,ELISA法检测血清睾酮含量,采用HE(Hematoxylin and eosin)染色法观察生精小管形态,用氟离子选择电极测定睾丸氟含量。3.氧化和DNA损伤相关指标的检测用硫代巴比妥酸比色法测定丙二醛(MDA)含量,钼酸铵比色法测定过氧化氢酶(CAT)活力,黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶(SOD)活力。ELISA法检测血清和睾丸8-羟基脱氧鸟苷酸(8-OHdG)含量,免疫组织化学法测定睾丸中8-OHdG的表达情况。4.Nrf2/ARE通路相关分子的检测荧光定量PCR法和免疫印迹法分别测定睾丸Nrf2及下游因子血红素氧合酶(HO-1)和醌氧化还原酶(NQO1)的mRNA及蛋白表达量。结果1.雄性生殖功能指标分析结果与对照组相比,NaF组的大鼠睾丸氟含量明显升高,体重、睾丸和附睾湿重、精子质量和数量、睾酮含量显著降低,睾丸和附睾脏器系数无明显变化,曲细精管结构形态明显紊乱。与NaF组相比,NAC预处理组的大鼠睾丸氟含量没有明显降低,体重、睾丸和附睾湿重、精子质量和数量及睾酮含量没有明显升高,曲细精管壁形态结构明显改善。2.氧化和DNA损伤分析结果与对照组相比,NaF组的大鼠血清MDA含量、血清和睾丸8-OHdG水平及睾丸8-OHdG免疫染色强度明显升高,且免疫反应阳性物质主要分布在胞质,表现为弥散性的胞质棕黄色或棕色颗粒物,血清SOD和CAT活力显著降低。与NaF组相比,NAC预处理组的大鼠血清MDA含量、8-OHDG水平和8-OHdG免疫染色强度明显降低,血清SOD和CAT活力没有明显升高,但有改善趋势。3.Nrf2/ARE通路的表达结果与对照组相比,NaF组和NAC组的大鼠睾丸Nrf2、HO-1和NQO1的mRNA表达均明显升高;与NaF组相比,NAC预处理组的大鼠睾丸Nrf2的mRNA表达明显降低、HO-1和NQO1的mRNA表达无明显降低。与对照组相比,NaF组和NAC组的大鼠睾丸胞核Nrf2与胞质HO-1和NQO1蛋白表达量均明显升高,而胞质Nrf2蛋白表达量无明显差异;与NaF组相比,NAC预处理组的大鼠睾丸胞核和胞质Nrf2及HO-1蛋白表达量均明显降低,而NQO1蛋白表达量无明显差异。结论氟化物暴露可通过诱导氧化应激而引起雄性生殖DNA损伤,同时能激活Nrf2/ARE信号通路。NAC预处理可一定程度上促进Nrf2/ARE信号通路的部分表达来抵抗氟毒性而保护雄性生殖功能。