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目的:本研究构建肥胖雄性大鼠动物模型并进行硫酸锌干预,通过检测睾丸组织中锌转运蛋白(ZIP1、ZIP2、ZNT1和ZNT8)和凋亡相关蛋白(BCL-2、BAX、Caspase-9和Caspase-12)的表达及定位,旨在探讨硫酸锌对肥胖大鼠生殖损伤的改善作用及机制。方法:30只SD雄性大鼠(5-6周龄)适应性饲养一周后,随机分为两组:对照组(喂普通饲料,normal diet,ND)8只和高脂组(喂高脂饲料,high fat diet,HFD)22只。每周同一时间测量体重。8周后,肥胖模型建造成功16只,失败6只,将建模成功的16只大鼠随机分为肥胖模型组(HFD,8只)和硫酸锌组(HFD+Zn SO4,8只),HFD+Zn SO4组每天按25mg/kg体重灌胃硫酸锌,ND组和HFD组灌等量生理盐水。8周后,取大鼠两侧睾丸、睾周脂肪称重,取新鲜附睾尾部精子检测其浓度、活力、DFI和CMA3;测定血清CHO、TG、LDL、HDL、GLU、T、E2、PRL;测定睾丸和前列腺组织锌含量;HE染色观察睾丸组织病理学变化;免疫组织化学法观察锌转运蛋白和凋亡相关蛋白在睾丸组织中的定位;实时荧光定量PCR和Western Blot检测锌转运蛋白和凋亡相关蛋白在睾丸组织中m RNA和蛋白表达。结果:1. 大鼠一般情况比较与ND组相比,HFD组体重、睾周脂肪重量及Lee’s指数显著升高(P<0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组体重、睾周脂肪重量及Lee’s指数显著降低(P<0.05);各组体长、双侧睾丸重量无统计学差异(P>0.05)。2. 大鼠精子参数比较与ND组相比,HFD组精子浓度、活力显著降低(P<0.05),DFI、CMA3~+显著升高(P<0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组精子浓度、活力显著升高(P<0.05),DFI、CMA3~+显著降低(P<0.05)。3. 大鼠血清学指标比较3.1 大鼠血清生化指标比较与ND组相比,HFD组血清CHO、TG、LDL显著升高(P<0.05),HDL显著降低(P<0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组血清CHO、TG、LDL显著降低(P<0.05),HDL显著升高(P<0.05)。各组血糖差异无统计学意义(P>0.05)。3.2 大鼠血清性激素指标比较与ND组相比,HFD组血清T显著降低(P<0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组血清T显著升高(P<0.05)。各组E2、PRL差异无统计学意义(P>0.05)。4. 大鼠睾丸、前列腺组织锌含量比较与ND组相比,HFD组睾丸、前列腺中锌含量显著降低(P<0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组睾丸、前列腺中锌含量显著升高(P<0.05)。5. 大鼠睾丸组织病理学变化HE染色显示,ND组睾丸生精小管整齐,管间大量间质细胞,管腔内有多层各发育阶段的生精细胞,支持细胞较多,各种细胞致密、层次清楚、结构完备,管腔中可见大量成熟精子;而HFD组生精小管松散,间距变大,间质细胞较少,生精小管基底层结构不完整,各级生精细胞和支持细胞大量减少并出现空泡,管腔内精子大量减少;HFD+Zn SO4组生精小管较为整齐紧密但略有间距,管腔内可见各级生精细胞及支持细胞,但数量较ND组少,细胞排列较为有序,管腔中精子数量较HFD组增多。6. 锌转运蛋白和凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的定位6.1 锌转运蛋白在各组大鼠睾丸中的定位IHC结果显示,ZIP1、ZIP2、ZNT1主要表达于各级生精细胞膜、胞质;ZNT8主要表达生精小管基底部的精原细胞和间质的Leydig细胞中。6.2 凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的定位IHC结果显示,BCL-2、BAX、Caspase-9和Caspase-12主要表达于各级生精细胞质,间质细胞也可见。7. 锌转运蛋白和凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的m RNA表达7.1 锌转运蛋白在各组大鼠睾丸中的m RNA表达与ND组相比,HFD组ZIP1(P<0.01)、ZIP2(P<0.05)m RNA表达减少,ZNT1(P<0.01)、ZNT8(P<0.05)m RNA表达增加;与HFD组相比,HFD+Zn SO4组ZIP1(P<0.01)、ZIP2(P<0.05)m RNA表达增加,ZNT1(P<0.01)、ZNT8(P<0.05)m RNA表达减少。7.2 凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的m RNA表达与ND组相比,HFD组BCL-2 m RNA表达减少(P<0.01),BAX(P<0.01)、Caspase-9(P<0.01)和Caspase-12(P<0.05)m RNA表达增加;与HFD组相比,HFD+Zn SO4组BCL-2 m RNA表达增加(P<0.01),BAX(P<0.01)、Caspase-9(P<0.05)和Caspase-12(P<0.01)m RNA表达减少。8. 锌转运蛋白和凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的蛋白表达8.1 锌转运蛋白在各组大鼠睾丸中的蛋白表达与ND组相比,HFD组ZIP1蛋白表达减少(P<0.05),ZNT1、ZNT8蛋白表达增加(P<0.05),ZIP2蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组ZIP1蛋白表达增加(P<0.05),ZNT1、ZNT8蛋白表达减少(P<0.05),ZIP2蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05)。8.2 凋亡相关蛋白在各组大鼠睾丸中的蛋白表达与ND组相比,HFD组BCL-2蛋白表达减少(P<0.01),BAX、Caspase-9和Caspase-12蛋白表达增加(P<0.01);与HFD组相比,HFD+Zn SO4组BCL-2蛋白表达增加(P<0.01),BAX、Caspase-9和Caspase-12蛋白表达减少(P<0.01)。结论:1.肥胖雄性大鼠精液质量下降,睾丸及前列腺锌含量降低、睾丸组织结构破坏、锌转运蛋白表达紊乱、凋亡蛋白过度表达等,提示肥胖可损伤雄性生殖功能。2.硫酸锌处理后肥胖大鼠精液质量回升,睾丸及前列腺锌含量升高、睾丸组织结构恢复、锌转运蛋白和凋亡蛋白表达基本恢复正常,提示硫酸锌可能通过影响锌转运蛋白和凋亡相关蛋白以改善由肥胖导致的雄性生殖功能损伤。