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目的:不孕不育影响了全世界近10%-15%的夫妇,已成为社会公共的健康问题。其中,男性因素约占不孕症病例的40%-50%,并且这个数字仍在不断增加。几十年来,香烟烟雾诱导男性不育的相关研究一直受到学者们的广泛关注。然而,其确切的机制尚不明确。我们课题组前期通过构建男性吸烟者与非吸烟者的450甲基化表达芯片,筛选出差异甲基化表达基因-外周致密纤维1(ODF1),并通过焦磷酸测序进一步证实了ODF1在吸烟者精子中的高甲基化表达。接下来,本研究将通过体外模拟被动吸烟环境,构建吸烟小鼠模型,从精子发生水平探讨香烟烟雾对成年雄性小鼠睾丸组织形态、精子活率、睾丸组织ODF1基因和蛋白表达的影响,从而探讨香烟烟雾对雄性小鼠生殖能力影响的作用机理。此外,通过生物信息学分析,探讨ODF1基因在男性不育样本中的表达和进一步分析男性不育差异基因的表达谱,探讨男性不育的发生机理。方法:1、构建吸烟小鼠模型:选取6-8周龄的C57BL/6J健康雄性小鼠,参照前人的研究方法体外模拟被动吸烟环境,分别给予小鼠香烟烟雾暴露处理2周、4周和6周,ELISA试剂盒检测血清中可替宁的含量,验证吸烟小鼠模型的成功构建。2、实验验证:(1)HE染色观察吸烟小鼠睾丸组织形态的改变;(2)血球计数板计数小鼠精子活率;(3)免疫组织化学方法观察吸烟小鼠睾丸组织ODF1蛋白改变情况;(4)实时荧光定量PCR技术检测吸烟小鼠睾丸组织ODF1mRNA表达水平的改变。3、生物信息学分析:(1)应用GEO2R工具对男性不育患者中ODF1基因进行差异表达分析;(2)基于R/Bioconductor/DAVID进行男性不育差异基因表达谱分析。结果:1、健康成年雄性小鼠经过2周、4周和6周的香烟烟雾处理后,血清的可替宁含量明显高于不吸烟组,差异均有统计学意义(P<0.05)。吸烟6周后,小鼠血清的可替宁含量已达吸烟者水平,为(10.76±2.19)ng/ml,提示吸烟小鼠模型的成功构建;2、香烟烟雾处理的小鼠睾丸组织生精上皮受损,出现生精细胞的缺失及生殖细胞的凋亡;3、香烟烟雾处理6周的小鼠睾丸组织ODF1mRNA表达量明显低于对照组(P<0.05);4、经过香烟烟雾处理后,小鼠精子活率没有发生显著改变。5、在“GSE6872”和“GSE45885”数据集中,相比正常生育男性,ODF1基因在畸形精子症和非梗阻性无精子症患者中为低表达状态,差异有统计学意义。结论:1、本实验成功建立吸烟小鼠模型,可为后续的研究及其他疾病的研究提供理论和实验基础;2、香烟烟雾通过诱导细胞凋亡影响生精过程的发生;3、香烟烟雾可能通过改变ODF1甲基化状态影响基因、蛋白的表达而作用于精子的发生阶段,从而影响男性生殖系统。4、ODF1基因有望成为男性不育的筛选指标。