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研究背景:睾丸在男性生殖内分泌系统中扮演着十分重要的角色。其功能主要是分泌睾酮、产生精子。睾酮主要来源于睾丸间质细胞,精子的形成在生精小管内发生,支持细胞为精子发生提供适宜的外部环境。最近的流行病学研究指出,高胆固醇血症成为睾酮缺乏的又一项危险因素,然而高胆固醇血症对男性睾丸整体功能,特别是生育能力的影响尚不明确,且机制不明,目前也尚无有效干预及治疗手段。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)是至今人类发现的第三种小分子气体信号,能够在各种细胞和组织中自然产生。研究表明,H2S在体内调节蛋白和酶的功能,特别是在抑制炎症反应和损伤修复方面具有重要作用,此外,H2S可以通过降低氧化应激来保护组织和细胞免受损伤。H2S作为一种可以自身合成的生物性还原剂,对高胆固醇血症可能导致的睾丸功能障碍/性腺功能减退的影响及其具体机制,目前尚无研究及定论。目的:本研究采用高胆固醇(HC)饲料喂养小鼠,诱导小鼠产生高胆固醇血症,在此基础上进行外源性H2S干预,探究H2S对HC喂养小鼠睾丸功能的作用并阐明其机制。方法:1.构建高胆固醇(HC)血症小鼠模型:30只19-21g的7周龄雄性C57BL/6小鼠。用随机数表法,按照小鼠体重将其分成3组,每组10只。普食组(NC组,n=10只),高胆固醇组(HC组,n=10只),GYY4137干预组(HC+GYY4137组,n=10只),NC组给与普通饮食,HC组、HC+GYY4137组给与高胆固醇饮食,每周称重,在喂养第12周、第18周经小鼠内眦静脉取血,检测小鼠血脂血糖、血清睾酮水平。2.外源性H2S干预:喂养第18周结束后,HC+GYY4137组在HC饮食的基础上,开始进行药物干预,经腹腔注射H2S的缓释剂GYY4137。NC组、HC组注射等剂量的PBS,维持原饲养条件继续饲养5周。在喂养第23周结束后,进行合笼实验,评估雄性小鼠的生育能力,包括雌鼠怀孕率、子代数目及体重。3.处死小鼠:(1)分析小鼠血糖血脂、睾酮水平。(2)利用SSA-Ⅱ系统对小鼠各项精子参数进行自动检测分析。(3)定性、定量检测小鼠睾丸组织内TC、FC累积情况。(4)H&E染色观察小鼠睾丸组织形态。(5)ELISA法检测睾丸组织的性激素(T、LH)水平。(6)Western Blotting、RT-PCR技术检测小鼠睾酮合成关键酶、生精细胞标志物的表达情况。(7)Western Blotting、RT-PCR技术检测小鼠内源性H2S合成酶表达情况。(8)Western Blotting技术检测转录因子NF-κB的表达情况。结果:1.HC组与NC组小鼠相比,持续喂养至第24周之时,体重无明显变化,HC+GYY4137组与HC组小鼠相比,体重也无显著差异。然而,HC组小鼠血清TC、LDL-C水平相比NC组明显上升,睾丸组织TC、FC水平均升高,脂质沉积增加,附睾脂肪重量增加;HC+GYY4137组经干预后,与HC组小鼠相比,血清TC、LDL-C水平明显降低,睾丸组织TC显著下降,脂质沉积减少,附睾脂肪重量显著降低。2.HC组与NC组小鼠相比较,持续喂养至第24周之时,血清及组织T、LH水平均显著降低,睾酮合成酶StAR等表达显著降低,睾丸功能受到影响;HC+GYY4137组经干预后,与HC组小鼠相比,组织T水平显著回升,睾丸形态及功能的破坏有所恢复。3.HC组与NC组小鼠相比较,持续喂养至第24周之时,超活化精子数(SPR)、具有前向运动的精子数(PR)、总的精子活动度(PR+NP)均显著降低,生精细胞特异性标志物DAZL、精子浓度、生育能力均无明显变化。HC+GYY4137组经干预后,以上参数虽然有改善趋势,但差异不显著。4.进一步分析显示,HC组与NC组小鼠相比,持续喂养至第24周之时,内源性H2S合成酶CBS、CSE在转录水平显著降低;HC+GYY4137组经干预后,与HC组小鼠相比,CBS、CSE在翻译水平明显升高。而核转录因子NF-κB表达均无显著差异。结论:1.高胆固醇饮食导致小鼠脂代谢紊乱,睾丸脂质异位沉积。2.高胆固醇饮食导致小鼠睾丸结构破坏,睾酮合成关键酶StAR表达降低,睾酮合成降低,精子质量下降。3.外源性H2S干预对高胆固醇饮食导致的脂代谢紊乱,睾丸结构损伤的有一定的改善作用;特别是改善了睾丸组织的睾酮生成。