随着纳米科技的飞速发展,纳米材料被大量制造并广泛应用于食品、化妆品、现代化学和生物医药等领域。由于其具有良好的疲劳强度、耐腐蚀、生物相容性、增白效应、光敏效应,纳米二氧化钛成为应用最为广泛的纳米材料之一,它们被广泛用于航空航天材料、植入材料、油漆、纸张、防晒霜和食品添加剂中。纳米二氧化钛的大量使用,使得人群存在广泛的暴露,目前由于技术和方法的限制,人们虽无法对人体中纳米二氧化钛的暴露水平进行定性、定量评价,但在体外进行纳米二氧化钛的安全性评价不可或缺。已有研究表明,纳米二氧化钛染毒成年雄性小鼠会导致其出现生精异常;孕鼠暴露于纳米二氧化钛后,其雄性后代甚至出现生精异常,但是其中的机制却尚未明确。本研究拟采用多个细胞模型:小鼠精母细胞系(GC-2)和小鼠支持细胞(TM4),以对细胞骨架的影响作为全新切入点,深入探讨纳米二氧化钛对雄性生殖细胞系的影响,并提示潜在的雄性生殖毒性及其相关机制。结果显示,~21nm的二氧化钛在高达100μg/ml的浓度下,作用24h仍不影响两种细胞的活力,但在该浓度下明显诱导两种细胞的凋亡。纳米二氧化钛进入细胞后,明显扰乱了GC-2细胞的微管骨架排列和微管动力学,但是对TM4细胞的微管骨架却没有明显影响。在纳米二氧化钛处理后,TM4细胞微丝骨架的排列明显紊乱,应力纤维错乱或消失,其相应的吞噬能力也明显受到抑制。尽管GC-2细胞的微丝骨架未见明显改变,但是其迁移能力明显下降。综上所述,本研究提示,纳米二氧化钛可能通过诱导生殖相关细胞的凋亡,扰乱精母细胞的微管骨架排列、微管动力学和迁移能力,干扰支持细胞的微丝排列,破坏其吞噬功能并干扰其协助精母细胞的迁移,由此引起生精异常。