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研究背景：2005年3月2日，联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)组成的联合专家委员会共同发表了一份简报提出动物实验表明丙烯酰胺会引起肿瘤和生殖问题。广泛存在于食物中的丙烯酰胺可能会影响公共健康。随后，我国卫生部也向全国发出食品中丙烯酰胺危害的预警。但是，目前有关丙烯酰胺毒性作用的分子机制还不完全清楚。
研究目的：主要研究丙烯酰胺对精子发生(spermatogenesis)过程中表观遗传学(epigenetic)的影响。
研究方法：选择SD(Sprague-Dawley)大鼠为实验动物模型，连续两周喂食丙烯酰胺。监测大鼠体重、睾丸重量、精子数量和F1代产仔量等参数在用药前后的变化；观察睾丸和附睾组织形态学在用药后的改变；分离大鼠附睾尾部成熟精子，应用亚硫酸盐处理测序的方法(Bisulfite-SequencingPCR，BSP)检测精子印记基因(Igf2，Peg3)DMR区CpG岛甲基化状态；通过控制耿材时间来推断药物起作用的生精阶段；试验大鼠与正常雌鼠按雌雄比2：1合笼，获得F1代大鼠，从附睾尾取成熟精子，检测子代大鼠精子细胞基因组印记状况。用药后取睾丸组织，分离生精小管。提取总RNA和总蛋白。采用反转录PCR(RT-PCR)和蛋白印迹(westernblotting)方法检测睾丸组织组蛋白去乙酰化酶(HDACs)mRNA和蛋白水平的变化。
研究结果：1)随着丙烯酰胺剂量的增加，大鼠精子数量明显明降低(P＜0.05)，生精上皮损伤程度加重；2)用药35天后，附睾尾成熟精子的父源印记基因Igf2DMR2区的CpG点胞嘧啶的甲基有不同程度的丢失，但是在母源印记基因(peg3)DMR区CpG的非甲基化状态没有改变；用药19天后，附睾尾成熟精子的Igf2DMR2区的CpG点胞嘧啶的甲基化状态没有改变；F1代成熟精子Igf2DMR2CpG点胞嘧啶甲基丢失率在统计学上与正常对照组无差异(p＞0.05)；3)分析大鼠染毒后睾丸组织HDAC家族mRNA表达变化，发现HDAC1表达量略有上调，HDAC4的表达量降低，同时HDAC4在蛋白印记中出现90kd降解带。
结论：1)丙烯酰胺可导致精子印记基因Igf2DMR2的甲基化状态异常，具体表现为CpG位点中胞嘧啶的甲基丢失；2)药物丙烯酰胺并没有影响母源印记基因peg3的非甲基化状态；3)药物所作用的生精阶段可能是在精原细胞增殖阶段和精母细胞减数分裂前期，此时细胞正处于重新编程阶段；4)子代大鼠精子Igf2DMR2CpG位点的甲基丢失率与对照组相比较在统计学上无明显差异(p＞0.05)；5)HDAC1和HDAC4在mRNA和蛋白水平上的改变，提示丙烯酰胺可能影响精子发生过程中的染色体重构。