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背景:双酚A（Bisphenol A,BPA）,作为一种常见的塑化剂广泛的应用于环氧树脂、聚碳酸酯等工业合成过程、以及多种生活常用的塑料制品如水杯、玩具等,人体可以通过如皮肤接触、饮食接触、空气接触等多种方式暴露而积聚于人体。因BPA化学结构与天然雌激素雌二醇类似,所以BPA亦可以与雌激素受体结合发挥弱雌激素效应,引起机体内分泌紊乱、激素分泌失衡等。在雄性生殖系统方面,其毒性损伤效应主要集中于精液质量下降、睾丸发育异常、睾酮激素水平降低等方面,但是相关的作用和机制还不清楚。我们前期研究发现低于FDA规定了人的BPA暴露安全剂量（5mg/kg/d）可导致小鼠精子功能损伤,提示有必要系统评价低剂量BPA暴露的毒性效应。此外,前期课题组对BPA暴露的小鼠精母细胞GC-2细胞模型通过表达谱芯片筛选以及富集信号通路分析,结果显示差异基因主要富集的信号通路为嗅觉受体信号传导通路、脂类代谢、Toll样受体信号通路等。已有研究结果表明,嗅觉受体基因在精子中可能与精子活力、精子趋化功能等精子功能调控有关。提示OR基因可能介导参与了低剂量BPA致小鼠精子功能损伤过程。为此,本课题在动物暴露模型的基础上,构建关键应答基因在GC-2细胞中的差异表达模型,并结合课题组前期人群样本,探究了嗅觉受体基因在低剂量BPA致小鼠精子功能损伤中的作用及其潜在分子机制,为后续深入研究BPA在雄性生殖毒性损伤中的作用及嗅觉受体基因在生殖系统的分子作用机制提供更多的科学依据。目的:1.研究低剂量BPA长期暴露对雄性小鼠精子功能（精子获能、精子趋化性、精子顶体反应等）的影响;2.研究Ca2+在低剂量BPA致小鼠精子功能受损效应中的调控作用;3.研究OR基因在低剂量BPA致小鼠精子功能受损效应中的作用及作用机制;4.研究人源OR4E2基因（与小鼠Olfr1509基因同源）m RNA表达与人群精液参数的相关性。方法:1.32只雄性性成熟昆明小鼠适应性喂养一周后随机分为四组:对照组（给予玉米油）、低剂量组（BPA 0.03 mg/kg/d）、中剂量组（BPA 0.3 mg/kg/d）、高剂量组（BPA 3 mg/kg/d）灌胃给药十周。给药结束后断颈处死小鼠,取睾丸组织称重,计算其脏器指数;2.伊红染色检测小鼠精子形态;HE染色观察小鼠睾丸形态;3.利用CASA系统检测小鼠精子活力参数;微流控芯片检测小鼠精子趋化性;CTC-Hoechst染色法检测小鼠精子顶体反应;Fluo4 AM检测小鼠精子内Ca2+浓度变化,多功能酶标仪检测小鼠精子Ca2+流变化;4.构建小鼠精母细胞GC-2细胞si RNA干扰细胞模型,分析OR受体基因Olfr1509对GC-2细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡以及细胞内Ca2+的影响;5.利用qRT-PCR技术、流式细胞仪、Western blot、免疫荧光等实验技术分析Olfr1509在GC-2细胞及小鼠精子中对Ca2+通道Catsper相关基因表达的影响。6.利用qRT-PCR技术检测OR4E2基因在人群精液样本中mRNA的表达水平,将其分析结果与精液参数进行关联性分析。结果:1.与对照组相比,BPA暴露组小鼠体重、睾丸脏器指数及形态均无显著性差异;随着BPA给药剂量的增加小鼠精子畸形率虽有上升趋势,但无统计学差异（P>0.05）。2.与对照组相比,BPA暴露组中小鼠快速前向运动精子比例明显降低（P<0.05）,非前向运动精子比例显著升高（P<0.05）;而中速前向运动精子比例及不动精子比例则无明显差异（P>0.05）。3.随着BPA染毒剂量的增加,小鼠精子中具有化学趋化性精子的比例显著降低（P<0.05）;BPA暴露,小鼠精子发生顶体反应（AR型）的精子比例显著降低,未获能精子（F型）和获能但未发生顶体反应（B型）的精子比例在处理组中显著升高（P<0.05）。4.小鼠精子内Ca2+浓度随着BPA暴露剂量增加而降低;孕酮刺激后小鼠精子内Ca2+流随着BPA暴露剂量的增加而降低（P<0.05）。5.通过表达谱芯片筛选、差异基因富集分析发现,嗅觉受体基因信号通路在BPA致GC-2细胞毒性模型中变化较为显著。BPA暴露小鼠精子中OR基因Olfr1277、Olfr25、Olfr1509 m RNA表达水平显著降低。6.干扰Olfr1509基因的表达后,GC-2细胞的增殖、周期、凋亡并未发生明显变化,但其细胞内Ca2+浓度显著降低,提示Olfr1509能够影响Ca2+浓度。7.干扰Olfr1509基因表达后Catsper相关通道分子表达水平显著下降;低剂量BPA暴露小鼠精子内Catsper相关通道分子的表达也明显下降,提示Olfr1509通过调控Catsper相关通道分子影响Ca2+浓度。8.通过分析122例人群精液样本,将其精液常规参数如精液体积、精液密度、精子总数、精子活力及精子前向运动与OR4E2基因m RNA表达水平进行关联性分析,结果显示:精子活力与OR4E2的表达呈正相关（person’s r=0.361,P<0.01）,即OR4E2表达越高,精子活力越好。结论:1.低剂量BPA暴露对小鼠睾丸脏器指数、形态及精子畸形等没有显著影响,但可以降低小鼠的精子获能率、趋化精子比例、精子顶体反应发生率,进而损伤小鼠精子功能;2.嗅觉受体基因Olfr1509可能通过影响Catsper通道相关分子的表达调控精子内Ca2+水平进而影响精子功能。