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目的:本研究旨在探究番茄红素对纳米二氧化钛（Nano-TiO2）诱导的雄性小鼠生殖毒性的减轻作用,并从氧化损伤和基因差异表达的角度探讨其相关机制,以期为Nano-TiO2暴露引起的雄性小鼠生殖毒性的防治以及番茄红素的应用开发提供理论参考。方法:96只健康雄性ICR小鼠随机分为空白对照组、Nano-TiO2染毒组（剂量为50mg/kg BW）、不同剂量番茄红素组（剂量分别为5、20和40mg/kg BW）和Nano-TiO2及不同剂量番茄红素混合组（Nano-TiO2的剂量均为50mg/kg BW,番茄红素的剂量分别为5、20、40mg/kg BW）,连续灌胃染毒30天后处死小鼠。测定附睾组织中精子数量、精子活动率以及精子畸形率;苏木素-伊红染色观察睾丸组织病理改变并使用TMI评分评价睾丸组织病理改变;利用透射电子显微镜观察睾丸组织超微结构变化;使用试剂盒测定小鼠睾丸组织丙二醛（MDA）含量、超氧化歧化酶（SOD）活力以及抗超氧阴离子自由基（抗O2-）水平;采用转录组测序筛选Nano-TiO2染毒组以及Nano-TiO2+20mg/kg BW番茄红素混合组差异表达基因,并通过GO功能分类及KEGG通路富集对参与番茄红素抑制Nano-TiO2所致的雄性生殖毒性的基因进一步分析。结果:1.与对照组相比,Nano-TiO2染毒组小鼠附睾中精子数量、精子活动率及精子进行性活动率均显著降低、精子畸形率显著升高（P<0.05）;与Nano-TiO2染毒组相比,加入20mg/kgBW番茄红素干预后,小鼠精子数量显著增加（P<0.05）。3种剂量的番茄红素干预均显著提高了精子活动率及精子进行性活动率、降低了精子畸形率（P<0.05）;同对照组相比,暴露于Nano-TiO2后的小鼠睾丸生精小管内生精细胞数量减少,生精细胞间空泡化现象严重,TMI评分较对照组显著升高（P<0.05）。同Nano-TiO2染毒组相比,20mg/kg BW番茄红素干预后的小鼠生精小管中生精细胞数量增加,生精细胞间空泡化现象得到了明显改善,TMI评分降低;Nano-TiO2染毒组小鼠睾丸超微结构可见支持细胞胞质溶解,相邻生殖细胞细胞膜皱缩。而20mg/kg BW番茄红素干预后,与Nano-TiO2组相比,睾丸损伤程度减轻,相邻生殖细胞膜皱缩状况改善。2.Nano-TiO2暴露导致了小鼠睾丸组织中MDA含量显著增加（P<0.05）,SOD和抗O2-水平均降低;经过3种剂量的番茄红素干预后,MDA含量均显著降低,抗O2-水平均显著升高（P<0.05）。3.20mg/kg BW番茄红素和Nano-TiO2混合组与Nano-TiO2染毒组相比共筛选出622个差异表达基因,其中280个基因表达上调,342个基因表达下调。通过对差异表达基因的GO功能分类分析,富集条目参与了谷胱甘肽过氧化物酶活性、氧化还原酶活性等抗氧化过程。通过KEGG通路富集分析,上调差异表达基因富集的信号通路16条,其中JAK-STAT信号通路与氧化-抗氧化过程关系密切;下调差异表达基因富集的信号通路14条,包含了与氧化相关酶代谢的谷胱甘肽代谢信号通路。蛋白互作网络分析表明Akt1基因处于蛋白调控网络中心地位。结论:番茄红素可以抑制Nano-TiO2诱导的雄性生殖毒性,其机制可能与其减轻Nano-TiO2诱导的雄性小鼠睾丸组织的氧化损伤有关。在番茄红素减轻Nano-TiO2产生的雄性生殖毒性过程中,与氧化损伤相关的基因及信号通路发挥了一定的功能。