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目的通过动物实验及职业人群的调查,阐明溴丙烷两种同分异构体对男(雄)性生殖系统的毒性作用,以及通过动物模型探讨溴丙烷生殖毒性的作用机理。本研究为最终阐明溴丙烷的人类生殖毒性,制定溴丙烷的职业卫生标准提供理论依据。方法1.选取某两省的5家1-溴丙烷生产工厂的85名男性工人为暴露组,86名不接触有毒有害化学物质的男性工人为对照组。受过培训的专业调查人员对两组工人进行问卷调查,采用气象色谱质谱法分析工人接触溴丙烷的外暴露浓度,并采集工人的精液进行常规分析。2. 21只雄性大鼠随机分为对照组,1-溴丙烷组和2-溴丙烷组,溴丙烷处理组每天经腹腔注射1g/kg的溴丙烷,对照组注射溶剂橄榄油,连续腹腔注射2周。对大鼠的附睾进行精子数量和形态学评价;运用HE染色对睾丸的病理变化进行评价;运用TUNEL染色法和Caspase-3活性的免疫组化法对大鼠睾丸的凋亡损伤进行评价;利用化学比色法对附睾和睾丸的GSH和MDA等氧化应激指标进行测定;实时定量PCR法和Western blotting对凋亡相关基因Bax、Bcl-2、P53、Fas和FasL的mRNA和蛋白表达水平进行测定。结果1.人群调查结果显示,1-BP低暴露组工人精液质量较对照组人群无明显变化,而1-BP中暴露组和高暴露组工人精液粘稠度和精子量显著低于对照组(P<0.05)。2.动物实验结果显示,1-BP暴露使大鼠体重和生殖器重量均低于对照组(P<0.05),而2-BP只影响大鼠体重;与对照组相比,BPs的暴露使大鼠附睾精子的绝对数量和相对数量均显著降低(P<0.01),1-BP主要使精子无尾比例增加(P<0.01),而2-BP主要使大鼠精子中头部异常精子的比例增加(P<0.01);对照组和1-BP组睾丸组织的病理切片未见生精小管和生殖细胞发生明显的异常改变,而2-BP暴露使得大鼠睾丸的生殖细胞减少,生精小管发生萎缩坏死,并有空泡的出现;TUNEL结果显示,对照组大鼠睾丸的生精小管中很少出现阳性凋亡细胞,BPs使大鼠睾丸的平均每生精小管的阳性细胞数显著增加,差异有统计学意义(P<0.05),且2-BP凋亡较1-BP严重;2-BP暴露使得Caspase-3 active的活性显著高于对照组。与对照组相比,1-BP组大鼠睾丸组织中凋亡相关基因mRNA和蛋白表达水平变化无差异,而2-BP暴露可使大鼠睾丸的p53、Bax和Bcl-2等3个基因mRNA和蛋白表达水平下调均有统计学意义(P<0.01,P<0.01,P<0.01),但Fas和FasL的变化与对照组相比,差异无统计学意义。结论通过对1-BP生产工厂工人的研究发现,1-BP对接触的工人具有一定的生殖毒性。动物实验的结果也证实,相同剂量的条件下BPs两种同分异构体都对大鼠具有一定的毒性作用,但两者具有不同的作用靶器官,且2-BP的生殖毒性可能高于1-BP。1-BP可能是通过影响精子的成熟、获能或其他途径,导致了精子释放的延迟和精子形态的异常。2-BP可能是通过激活生殖细胞的凋亡,从而引起生殖细胞的变性和死亡,产生生殖毒性作用。