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第一部分类固醇生成因子1（SF-1）在孕期镉暴露抑制F1代大鼠睾酮合成中的作用及其表观遗传机制研究目的:探究孕期镉暴露对F1代大鼠睾丸发育及类固醇激素合成的影响,以及SF-1调控类固醇激素合成相关因子表达在孕期镉暴露影响F1代大鼠睾酮合成中作用及其表观遗传机制。方法:将40只成年SD孕鼠随机分为4组,从受孕第一天起,以生理盐水、0.5、2.0、8.0 mg/kg氯化镉灌胃染毒直至分娩。F1代雄鼠常规哺乳及喂养至21天和56天（PND 21和PND 56）后处死,收集睾丸及血清,行组织病理学检查,经H&E染色后进行曲细精管（Seminiferous Tubule,ST）直径测量及Johnsen评分评价睾丸发育情况;透射电镜观察睾丸超微结构;ELISA检测血清中促性腺激素释放激素（Gonadotrophin Releasing Hormone,GnRH）、黄体生成素（Luteinizing Hormone,LH）、孕酮（Progesterone,P4）、睾酮（Testosterone,T）水平;qRT-PCR和Western blot检测SF-1及类固醇激素合成相关因子（StAR,CYP11A1,HSD3β,CYP17A1及HSD17β3）的mRNA及蛋白水平;BSP检测CYP11A1和CYP17A1基因启动子区DNA甲基化水平;双荧光素酶报告基因验证SF-1及StAR分别与其靶microRNA的结合情况,qRT-PCR检测与SF-1及StAR表达调控相关的靶microRNA（miR-10b-5p和miR-328a-5p）的表达水平。结果:1孕期镉暴露对F1代大鼠睾丸发育及血清激素水平的影响1.1 H&E染色后ST直径测量结果显示两个时间段睾丸组织均出现损伤:睾丸曲细精管在PND 21时直径明显增大,在PND 56时直径明显减小。孕期镉暴露后F1代大鼠PND 56时的睾丸曲细精管的Johnsen score评分显著减小,精子发生出现延迟;1.2两个时间段的F1代大鼠睾丸组织超微结构均出现生精细胞染色质聚集、胞质核仁皱缩等坏死征像,以及胞内出现空泡、细胞间隙增大等表现;1.3两个时间段的F1代雄鼠血清GnRH、LH、T、P4水平均显著下调。2孕期镉暴露对F1代大鼠SF-1基因和类固醇激素合成相关基因表达的影响及表观遗传机制2.1孕期镉暴露后,F1代大鼠在PND 21,睾丸部分类固醇激素合成相关因子（StAR、CYP11A1、HSD3β、CYP17A1）的mRNA和蛋白表达均显著下调;在PND 56,部分类固醇合成相关因子（CYP11A1、HSD3β、HSD17β3）mRNA表达明显增加,但其蛋白表达下调;2.2 SF-1基因在F1代PND 21,mRNA和蛋白表达均显著下降,而在PND 56,mRNA表达有所上调,但蛋白是显著下降的;2.3孕期镉暴露后两个时间段的F1代大鼠睾丸CYP11A1/CYP17A1基因启动子区CpG岛的总甲基化率无明显改变;2.4双荧光素酶报告基因验证miR-10b-5p和miR-328a-5p分别与StAR和SF-1基因具有靶向关系,孕期镉暴露后两个时间段的F1代大鼠睾丸miR-10b-5p和miR-328a-5p表达均发生改变。第二部分SF-1在镉暴露抑制大鼠睾丸间质细胞睾酮合成中的作用及机制研究目的:在第一部分的体内研究中已观察到SF-1在孕期镉暴露抑制子代睾酮合成中起到重要作用,现进一步通过细胞体外水平明确SF-1在镉暴露抑制大鼠睾丸间质细胞睾酮合成中的作用及表观遗传学机制。方法:提取56日龄SD雄鼠睾丸间质细胞,用HSD3β染色法鉴定细胞纯度,不同时间培养后台盼蓝染色检测细胞存活率;不同剂量氯化镉染毒,CCK8法检测不同染毒时间后细胞活力以选择合适的镉染毒时间。采用Annexin V-FITC/PI双染法及流式细胞仪检测细胞染毒48 h后凋亡情况;CCK8法及qRT-PCR法确定SF-1反向激动剂（AC45594,4-庚氧基苯酚）剂量,单独及联合氯化镉进行细胞染毒48h后检测P4及T水平,qRT-PCR和Western blot检测SF-1及类固醇激素合成相关因子mRNA及蛋白表达水平,qRT-PCR检测与SF-1和StAR基因表达调控的相关microRNA的表达。结果:1.随着染镉剂量及染毒时间的增加,细胞活力先是明显下降,随后有所上升,且在染毒48 h后,细胞凋亡率上升;2.睾丸间质细胞在氯化镉与AC45594联合暴露下合成P4水平明显上升,T水平显著下调;3.SF-1、CYP11A1、CYP17A1在氯化镉与AC45594单独及联合暴露下,与对照组相比,mRNA及蛋白表达均明显下降,在联合暴露组中三个因子的mRNA及蛋白表达更显著地减少;4.表观遗传学研究观察到SF-1及StAR基因调控的靶microRNA（分别为rno-miR-10b-5p和rno-miR-328a-5p）表达水平在AC45594单独暴露组和氯化镉与AC45594联合暴露组中均明显增加,且在联合组中上升地更为显著。结论:1.孕期镉暴露可致F1代断乳及成年时期睾丸组织受损,影响其生长发育;同时,血清性激素（特别是T）的分泌也被抑制,在F1代发育不同时间段,血清中激素水平不同。2.类固醇激素合成相关基因的表达异常可能是孕期镉暴露抑制F1大鼠睾酮合成的重要原因之一,而SF-1调控这些类固醇激素合成相关基因的表达,成为孕期镉暴露抑制F1代大鼠睾酮合成的重要靶点;表观遗传学上发现miR-10b-5p和miR-328a-5p分别与StAR和SF-1基因具有靶向关系,孕期镉暴露后两种microRNA发生改变,其可能是影响F1代睾丸的StAR和SF-1基因表达水平改变的重要原因,而启动子区CpG岛的DNA甲基化并未在CYP11A1/CYP17A1基因的mRNA表达改变中发挥作用。3.细胞体外水平进一步验证SF-1在镉暴露影响性激素合成中的作用,发现镉可能通过上调SF-1的靶microRNA（miR-328a-5p）表达来减少大鼠睾丸间质细胞SF-1的表达,进而影响类固醇激素合成相关因子（CYP11A1,CYP17A1）的表达,从而抑制细胞睾酮的合成。SF-1是镉抑制睾丸间质细胞睾酮合成的重要靶点。