[背景]毫米波（millimeter wave,MMW）具有抗干扰性好、测速灵敏度高等优点,目前已被广泛应用于军事、医疗、通讯等多个领域。随着毫米波的广泛应用,作业人员及民众在工作与生活环境中与毫米波的接触逐渐增多,毫米波的安全问题也引起了人们的关注。由于毫米波频率高,穿透性差,当前关于毫米波辐射的研究大多集中在体表较浅的器官,主要探讨短期热效应对生物体的损伤。而在实际情况中,毫米波暴露人员会在一段时间内受到多次低剂量辐射,其在暴露人员体内是否有累积效应目前尚不清楚。睾丸作为男性生殖系统的重要组成部分,对非电离辐射的敏感性较高,当前研究中,电磁辐射（Electromagnetic radiation,EMR）对睾丸的形态和功能均有影响,而毫米波辐射是否对睾丸具有损伤效应目前尚无报道,长时程、低剂量毫米波辐射的雄性生殖损伤效应的研究是目前亟待解决的重要问题。因此,为探讨长期毫米波辐射对雄性睾丸的影响,本实验通过构建毫米波辐照模型,首先观察长期毫米波辐射对小鼠睾丸损伤的量效关系,然后通过分子及细胞实验对损伤情况进一步验证,最后通过转录组测序对毫米波损伤的机制进行探究。[方法]1.以频率为34.5 GHz,功率密度10 mW/cm2毫米波辐射系统为辐射源,8周龄雄性BALB/c小鼠为实验对象,建立毫米波动物辐射模型,辐射剂量分为每天辐射2 h和每天辐射4 h两组,辐射时间分为1、3、5、7、9 w,假辐射组放置于相似的无辐射环境中。2.为了观察不同辐射时间下毫米波辐射对睾丸的损伤,分别在持续1、3、5、7、9 w辐射后对小鼠处死并进行取材,通过HE染色观察睾丸形态变化,TUNEL染色观察睾丸凋亡变化,尾静脉注射伊文思蓝观察血睾屏障（Blood-Testis Barrier,BTB）变化,计算机辅助精子分析（Computer-assisted sperm analysis,CASA）检测附睾精子活力。3.选择以每天辐射4 h、持续9 w小鼠为重点实验对象,通过放射免疫法（Radioimmunoassay,RIA）检测血清睾酮变化、氧化应激试剂盒检测MDA、SOD及CAT变化、Western blot检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Casepase3的变化,通过免疫荧光（Immunofluorescence,IF）,将精原细胞Marker PLZF和TUNEL共染睾丸组织切片观察凋亡细胞位置。4.以频率为34.5 GHz,功率密度10 mW/cm2的毫米波辐射精原细胞系GC-11h及2 h,通过流式细胞分析观察精原细胞系凋亡情况,CCK-8检测精原细胞系增殖。5.对辐射4 h、持续9 w组小鼠睾丸提取总RNA,通过转录组测序,筛选出与凋亡相关的差异基因,并通过qRT-PCR进行验证。[结果]1.HE、TUNEL及伊文思蓝实验结果均显示,从第5 w开始辐射组睾丸出现形态异常、生精细胞凋亡信号增多、血睾屏障受损,且随着照射时程和剂量的增加,损伤加重,辐射第9 w最严重;CASA分析显示辐照第9 w辐照组精子数量较Sham组明显下降,精子活力2 h组在第7、9 w明显下降,4 h组从第5 w开始显著下降,前向运动力2 h组和4 h组在7、9 w均明显下降。2.辐射组血清睾酮水平下降,睾丸组织抗氧化应激指标SOD和CAT明显下降,而氧化应激指标中的MDA显著升高,Western blot结果显示辐射组睾丸组织中抗凋亡蛋白Bcl-2下调,促凋亡蛋白Bax和Casepase3显著上调,精原细胞Marker PLZF和TUNEL共染结果显示凋亡细胞为精原细胞。3.流式细胞分析显示与Sham组相比,辐射1 h及辐射2 h精原细胞系GC-1凋亡细胞增多,CCK-8检测结果显示,与Sham组相比,辐射1h及辐射2 h细胞增殖降低。4.睾丸转录组测序结果共检测出差异基因171个,其中上调107个,下调64个,筛选出与凋亡相关的基因,并通过qRT-PCR进行验证,结果显示Ifit3b、Naip6下调,G0s2、Sfn上调。[结论]1.持续毫米波辐射第5 w开始,观察到睾丸组织形态变化、细胞凋亡增多、血睾屏障受损以及精子活力下降,且随着辐射剂量和时间的延长,上述表现加重,说明毫米波辐射累积到一定程度时会产生损伤,且会随着辐照时间的增加产生累积效应。2.长期毫米波辐射可以降低睾酮浓度,同时引起睾丸氧化应激水平升高,细胞实验证明毫米波辐射可促进精原细胞系GC-1的凋亡并抑制其增殖水平。3.长期毫米波辐射可引起睾丸多基因的差异表达,引起生精细胞凋亡的机制可能是G0s2抑制抗凋亡异二聚体复合物Bcl-2/Bax的形成,从而促进细胞凋亡。